Здание Благовещенской церкви на Васильевской острове первоначально было деревянным. Автором проекта временной церкви выступил архитектор Джузеппе Трезини. Прихожанами старинного деревянного храма в XVIII веке были Василий Кириллович Тредиаковский и Михаил Васильевич Ломоносов.

В 1750 году рядом с деревянным храмом заложили семипристольную каменную церковь в стиле русского барокко, которая была возведена на средства петербургских купцов Иродиона Чиркина и его сына. Строительство церкви завершилось в 1762 году, а в 1870-х рядом была построена четырёхъярусная колокольня. В состав современного храмового комплекса входит также отстроенная в 1899 году шатровая часовня. В XVIII-XIX веках при церкви существовало кладбище. Сейчас на его месте разбит Благовещенский сад.

После закрытия церкви в советское время приходская жизнь в ней возобновилась в 1992 году. Во время реставрации Нижнего храма под слоями советской краски специалисты обнаружили оригинальные росписи стен, сохранившиеся с первой половины XIX века.