Pe locul sau in preajma bisericii actuale – clasata monument istoric – se afla pe la 1681-1682 un mic schit de lemn. Catre 1700, grija lacasului o purta David Corbea Ceaus, venit din Brasov. El lucra la cancelaria domneasca a lui Constantin Brancoveanu, unde a dobandit notorietate ca diplomat, fiind trimis in Rusia si Polonia. Este probabil ca el sa fi avut case si proprietati in apropiere, caci mahalaua inconjuratoare ii purta numele – Ceaus David. Pentru o vreme, mica biserica a purtat acelasi nume.
Potrivit traditiei, icoana Maicii Domnului, ferecata in argint si lucrata de Filip Nicolau Argintarul la 1682, aflata azi in naos, ar fi fost daruita de domnitorul Constantin Brancoveanu. De la ea, cu vremea, a inceput sa i se spuna Biserica Icoanei.
Prima constructie in zid, de plan trilobat, cu trei turle, a fost ridicata de monahul Misail Babeanu (fost logofat de taina), la 1745-1750, in vremea lui Constantin Mavrocordat si a lui Grigore al II-lea Ghica. La 1777 ajunge ctitor Panait Babeanu, capitan de lefegii, nepotul lui Misail. El reface biserica intre 1784 si 1786, in vremea lui Mihai Sutu, si o picteaza in fresca, cu ajutorul lui Grigore Zugravul. Tot el adauga in apropiere 12 chilii pentru adapostirea unor vaduve sarmane, “obraze mai alese si calugarite”. Mai statorniceste si “oranduieli” de gospodarire a lacasului si averii acestuia. Intre altele, el tine aici doi preoti si un diacon, “ca sa fie podoaba bisericii si invatatura copiilor”. In 1812, grija bisericii ii revine lui Pana Babeanu, nepotul lui Panait. Acesta obtine carti domnesti de danie si scutiri de biruri in favoarea bisericii de la Ion Gheorghe Caragea (1813), Alexandru Sutu (1819) si Grigore al IV-lea Ghica (1826).
Biserica se prabuseste la cutremurul din 1838. Ea este reconstruita si repictata in acelasi an, iar pe peretii pronaosului sunt pictate portretele membrilor familiei donatoare: Misail, Panait, Ionita cu sotia sa Sofia si copiii lor Elena, Nicolae, Maria si Panait (Pana, curatorul restaurator). In 1873, Elena Babeanu restaureaza biserica dupa planurile arhitectului Alexandru Orascu. Ea instaleaza aici altarul actual, creat in 1850 si restaurat in 1967 de Ion Taflan. In 1889, Mihai Babeanu restaureaza biserica de la fundatii si ii adauga exonartexul. Cu aceasta ocazie, frescele sunt acoperite de pictura in ulei realizata de un elev al lui Gheorghe Tattarescu. In 1928 au loc reparatii generale, dirijate de arhitectul Smarandescu. Atunci se renunta la turla din mijloc, acoperisul si turnurile sunt acoperite cu tabla, picturile interioare sunt restaurate si casele invecinate, reamenajate. Dupa cutremurul din 1940, biserica a fost consolidata. Lucrari de restaurare au avut loc in 1965, 1977 si 1989.
In timpul existentei sale de mai mult de trei secole, biserica a primit numeroase danii: terenuri, imobile, magazine, vii, obiecte de cult, carti (dintre care cea mai veche, un Triodion editat la Ramnic in 1777), mobile. Membrii familiei donatoare au mormintele imprejurul bisericii, dupa cum atesta pietre funerare (cea mai veche din 1846) si monumentele funerare ale familiilor: Polizu, Odobescu, Nicolescu Cita, Urdareanu, Tampeanu, Dobrowolsky, Steriopol.
Biserica Icoanei din Bucuresti are hramurile Adormirea Maicii Domnului (15 august) si Sfantul Ierarh Nicolae (6 decembrie).