7 августа 2004 года по благословению Святейшего Патриарха Алексия II был совершен чин основания храма, который возглавил митрополит Крутицкий и Коломенский Ювеналий. Собор был построен стараниями благочинного церквей Одинцовского округа архимандрита Нестор (Жиляева) и главы Одинцовского района А. Г. Гладышев. На закладке присутствовал губернатор Московской области Громов Б. В. После закладки был совершён крестный ход с мощами святого великомученика Георгия Победоносца в храм Гребневском иконы Божией Матери, за 5 дней к ним приложились 38 тысяч человек, в том числе из отдалённых мест, а также из Москвы.

9 сентября 2007 года состоялся чин Великого Освящения главного храма города, приуроченный к 50-летию Одинцово. По завершении чина была совершена Божественная Литургия, которую возглавил Святейший Патриарх Московский и всея Руси Алексий II.