Земля, на которой стоит Симеоновская церковь, была подарена Петром I своей трёхлетней дочери Анне в честь именования её царевной. В 1712-1714 годах по приказу Петра здесь была построена деревянная церковь во имя св. Симеона и Анны. 3 февраля 1714 г. она была освящена во имя Архангела Михаила.
Первоначально это было прямоугольное одноэтажное здание с башенкой и шпицем над алтарной частью. П. Н. Петров в книге "История Санкт-Петербурга" указывает, что сооружена она была для нижних дворцовых служителей и работников, поселённых тогда же в районе между Фонтанкой и Литейной першпективой.
В 1731-1734 годах по повелению императрицы Анны Иоанновны на месте обветшавшей, была возведена новая каменная церковь по проекту арх. М. Г. Земцова. В работе принимал участие его помощник И. Я. Бланк. 27 января 1734 года архиепископ Феофан Прокопович освятил храм в присутствии императрицы. Главный алтарь церкви был освящен во имя святых Праведных Симеона Богоприимца и Анны Пророчицы, а боковые приделы - правый - во имя Архангела Михаила, левый - во имя Ефрема Сирина.
Церковь является образцом раннего петровского барокко с использованием элементов древнерусской архитектуры. Архитектор соединил традиционные приемы русского церковного зодчества с чертами западноевропейской архитектуры. С запада примыкала трапезная с высокой 47-метровой колокольней над входом. Шпиль колокольни был водружён голландским мастером Германом ван Болесом. Архитектор использовал приемы древнерусского зодчества, исходя из традиционных московских трехчастных храмов XVII века. Объем церкви составляет традиционный «восьмерик на четверике» С запада примыкает трапезная с высокой колокольней над входом. Стены церкви и колокольни были обработаны пилястрами римско-дорического ордера, на ярусах колокольни и на барабане купола применялись более легкие коринфские и ионические ордера. Фасады были украшены многочисленными деревянными статуями.
Первоначально фасады здания и её интерьер были обильно украшены деревянными скульптурами. Их изготовление Земцов просил доверить резных дел мастерам Кондрату Оснеру и Кондрату Гану, но Канцелярия от строений решила поручить это задание только Кондрату Гану и его подмастерьям. Проект предусматривал: "к делу иконостаса... капителей коринтического ордина по рисунку осми, композического ордина по рисунку ж четырёх, которые имеют быть на круглых точёных столбах... а при том же иконостасе десять ангелских статуй, також над царскими дверми клейма с ангелами и самые царские двери и на втором апартаменте в сиянии дух святый... [Снаружи] надлежит... исправить резною работою около болшаго лантернина и около колоколни вырезать деревянных статуй апостолских и ангелских двенадцать, да около болшаго ж лантернина зделать резною ж работою шеснадцать пилястровых капителей композического ордина, да в верхнем лантернине вырезать восемь кракштинов да точёных вазов вырезать... тритцать восмь, около колоколни вырезать фестонов восмь".
Лепной декор изготовил И. Росси. В 1753 году мастером Б. Нейером на колокольне были установлены куранты, перенесенные с закрытой церкви Воскресения Словущего у дворца князя А. Меньшикова.
16 февраля 1772 году в память о рождении цесаревича Павла Петровича в церкви был освящен придел в честь Ефстафия и Плакиды, просуществовавший до 1802 года. В 1779 году церковь обнесли оградой.
27 января 1734 года церковь была освящена в присутствии императрицы. Главный алтарь освятили во имя Святых Праведных Богоприимца Симеона и Анны Пророчицы.
Храм был объявлен придворным, и до постройки предшественника Казанского собора здесь проходили особо торжественные богослужения и собиралась вся знать. В 1779 году церковь обнесли оградой.
Симеоновскую церковь посещали высокопоставленные чины и члены царской семьи. В 1797 году Император Павел I в ознаменование рождения его дочери, нареченной именем Анна в честь святой праведной Анны Пророчицы, повелел водрузить на портале Церкви изображение ордена Святой Анны, в знак того, что Храм сделался кавалерским. В день орденского праздника (3/16 февраля) Симеоновскую Церковь посещали Аннинские кавалеры. Внутри Храма у правой колонны, ближайшей к алтарю, Павел I устроил Императорское место из малинового бархата с золотым позументом.
В 1802 году храм перешёл из придворного в епархиальное ведомство, в следствие чего церковь перестала быть орденской.
В 1802-1808 годах архитектор М. П. Выборов пристроил к храму ризницу и возвел на углу часовню. В 1838 году был обновлен интерьер. Академик Д. Антонелли написал новые иконы для Царских врат Михайловского придела.
С 1868 году при храме действовало Общество вспоможения бедным с детским приютом и богадельней.
В 1869 году была произведена реставрация по проекту арх. Г. И. Винтергальтера. Колокольня была возвышена, храм и часовня расширены с трех сторон, надстроена ризница, по старому образцу, исполнен новый иконостас. 17 октября 1871 году освящен новый придел во имя иконы Божией Матери «Троеручица», которую по преданию, принесло водой на паперть при наводнении 1777 года.
8 октября 1872 году обновленный храм был торжественно освящен.
В 1938 году храм был закрыт. Некоторые его помещения были использованы как склады и сильно повреждены. В 1951-1954 годах прошла реставрация здания, оно было передано Музею метеорологии. Во второй половине 1950-ых в церкви был размещен отдел проектирования гидроэлектростанций (может и не один отдел) Ленинградского филиала проектного института Оргэнергострой. Стены были "голые", иконостас отсутствовал, а по всей площади церкви и под куполом стояли кульманы с чертежами будущих машин, узлов и агрегатов для ударных строек от Иркутской ГЭС до будущих Красноярской и Усть-Илимской. Переехали конструкторы сюда из здания Союзпушнины на Московском проспекте, а уехали отсюда в начале 1960-х в здание Главного Штаба, в ту часть, где ныне открыта новая экспозиция Эрмитажа. В 1980-х реконструировалась под метеорологический музей. Возвращена епархии в 1991 году, вновь освящена 1 января 1995 году. В 2003-2008-ых годах проведена реставрация.
Источники:
https://www.citywalls.ru/house3440.html
https://walkspb.ru/istoriya-peterburga/zd/sim-anna-ts