Построенное в 1780 году первое здание храма было деревянным, но уже в 1808 году здесь появилось каменное строение. Интересно, что многие деревянные элементы было решено сохранить. Также до сегодняшнего дня сохранился иконостас, резные скульптуры, роспись. Период бурного развития греческой церкви сменился относительным затишьем. После основания Одессы греческая диаспора массово переселялась в Южную Пальмиру, так как там бизнес шел гораздо лучше. Тем не менее церковь осталась и смогла пережить и советскую власть, и фашистскую оккупацию, и хорошо сохраниться в нынешнем виде.