25 апреля 1851 года архитектор Андрей Иванович Штакеншнейдер получил от Министра Императорского Двора рапорт: 'По Высочайшему повелению прошу Ваше Высокоблагородие составить проект на постройку небольшой православной 5-ти главой церкви в Петергофе на Бабигонских высотах и предоставить оный мне для поднесения на Высочайшее утверждение'. Через несколько месяцев проект был готов.

11 августа 1851 года состоялось торжественная закладка церкви в присутствии Императора Николая I, авгу­стейшей семьи, Министра Императорского Двора князя П.М. Волконского, начальника Петергофского дворцового правления генерал-лейтенанта С.М. Лихардова, архи­тектора А.И. Штакеншнейдера, военного коменданта Петергофа генерал-лейтенанта Н.Д. Корсакова, многочисленной свиты, жителей Петергофа и крестьян близлежащих деревень.

В основание фундамента была заложена памятная плита с надписью: 'Повелением императора Николая I заложена церковь на Бабигоне, близ Петергофа, во имя святой благоверной Царицы Александры, лета 1851, августа 11' и камень, доставленный из Святой земли с берегов Иордана.

Завершая закладку церкви, Николай I со слезами на глазах сказал: «Благодарю Господа, что сподобил меня завершить закладку этого храма. Бог знает, придётся ли мне увидеть его оконченным».

Церковь во имя святой мученицы Царицы Александры была построена в русско-византийском стиле и отличалась особой красотой. При возведении церкви Андрей Иванович Штакеншнейдер подтвердил свою репутацию зодчего, в совершенстве владеющего всеми архитектурными стилями. Он создал изящную и нарядную архитектурную фантазию, сочетавшую мотивы московского храмового зодчества, элементы ордерной системы и оригинальные конструктивные решения.

Строительство церкви было завершено 22 августа 1854 года. 31 августа 1854 года в присутствии Николая I и членов царской семьи состоялось ее торжественное освящение.

По окончании Божественной литургии Государь благодарил всех принимавших участие в строительстве этой архитектурной жемчужины.

Во время своего существования церковь во имя святой мученицы Царицы Александры была одним из наиболее любимых мест молитвы императорской фамилии.

Любила посещать храм на Бабигонах и последняя российская императрица Александра Федоровна, супруга императора Николая II, которая ежегодно во время пребывания в Петергофе молилась в церкви на Бабигонских высотах.

Богослужения в церкви святой мученицы царицы Александры продолжались до осени 1940 года, когда был составлен проект превращения ее в клуб с кинозалом. Начавшаяся война помешала осуществить это намерение.

В период Великой Отечественной войны церковь оказалась на линии огня в самом центре военных действий. Бомбовые удары и артиллерийские обстрелы причинили зданию сильные повреждения.

После войны в здании бывшей церкви длительное время была совхозная мастерская. Одновременно подвальное помещение использовалось в качестве овощного хранилища. Около 10 лет здание оставалось бесхозным.

6 мая 1998 года на престольный праздник в храме святой мученицы Царицы Александры по благословению Высокопреосвященнейшего Владимира, Митрополита Санкт-Петербургского и Ладожского, после длительного перерыва была совершена Божественная Литургия. С этого времени начинается новый этап в жизни удивительного храма.

С 7 апреля 1999 года (праздник Благовещения Пресвятой Богородицы) в церкви совершаются регулярные богослужения. Одновременно ведутся восстановительные работы, после которых церковь во имя святой мученицы Царицы Александры приобретет свой прежний величественный вид.