Этот храм был и остается в России первым, построенным и освященным в честь руской благоверной княгини. Анна Кашинская родилась в XIII веке. Ей, дочери Ростовского князя и жене князя Тверского, судьбой были уготовлены вдовство, смерть сыновей и монашеский удел. В XVII веке Анна была канонизирована, затем деканонизирована и, спустя некоторое время, канонизирована вновь.
В 1894 г. на Выборгской стороне в Петербурге на участке, пожертвованном потомственным почетным гражданином Ф.П. Кручининым, было открыто подворье Кашинского Сретенского монастыря. Первоначально это была часовня, освященная 3 апреля 1894 г. в честь святителя Николая Чудотворца в память спасения будущего Императора Николая II при покушении на него в Японии.
В 1901 г. был построен трехэтажный каменный флигель по проекту С. Андреева. Но сестер подворья постоянно заботила мысль о строительстве храма. Проект его был заказан молодому епархиальному архитектору Андрею Петровичу Аплаксину (1879-1931). Освятить храм предполагалось во имя Спаса Нерукотворного Образа с двумя приделами: святителя Николая Чудотворца и святителя Алексия Московского. Перед архитектором стояла непростая задача вписать храм, рассчитанный на 1500 молящихся, в узкий вытянутый с запада на восток участок при уже существующей застройке. С этой задачей Аплаксин блестяще справился. Это был первый проект мастера в нетрадиционном для Петербурга "неорусском" стиле.
Разрабатывая эскиз фасада и внешнего убранства храма, Аплаксин обратился к образам древнего новгородского, московского, ярославского, псковского зодчества, привнеся элементы модерна. Переход к луковичной главке на колокольне и барабанах церкви был выполнен мастерами артели П.К. Ваулина. Арочные ниши покрыты росписью. Ныне утраченное центральное крыльцо представляло собой рундук с куполом, украшенным подобием короны российских императоров. Центр ансамбля – четырёхстолпное здание храма с апсидами.
В церкви святой Анны Кашинской друг над другом находятся три престола. Это архитектурное решение является уникальным и для Петербурга, и для других храмов в России. Еще одна особенность – устройство хоров, которые расположены с четырех сторон зала. В восточных хорах, которые ныне утрачены, был особый придел царской фамилии.
В 1909 г. Тверская земля праздновала восстановление почитания святой благоверной княгини Анны Кашинской. В связи с этим главный Престол нового храма был освящен в её честь. Освящение состоялось 18 (31) декабря 1909 г.
После революции 1917 г. в качестве подворья Кашинского Сретенского монастыря храм продержался до 1925 г. В 1932 г. монахини были арестованы, 15 отправлены в ссылку в Казахстан, 3 – в концлагеря, священник с семьей репрессирован. Некоторые иконы храма передали в Сампсониевский собор. В 1934 году церковь была подготовлена к взрыву, который, однако, не состоялся. В 1939 году здесь размещаются художественные мастерские.
Только в 1994 г. полуразрушенный храм возвратили Русской Православной Церкви для устройства при нем подворья, но теперь уже Введено-Оятского женского монастыря. Церковь находилась в аварийном состоянии – с обветшавшей кирпичной кладкой, снесёнными куполами, выбитыми стёклами, затопленным подвалом, вышедшими из строя инженерными системами.
В 1995 году на Рождество Христово в храме была совершена первая после шестидесятилетнего перерыва литургия и начинаются восстановительные работы. В 1996—1997 гг. заново сооружены купола, смонтировано отопление, выкачана вода из подвала, окна остеклены. 21 ноября 1996 года в день празднования Собора Архистратига Михаила над храмом был установлен последний из трёх ранее поднятых крестов. С октября 1997 года к разработке проекта реставрации храма привлечен институт "Ленпроектреставрация". Под руководством главного архитектора проекта А.Г. Леонтьева восстановлены алтарная часть храма, заканчивается полная реставрация Никольской часовни.
В настоящее время храм отреставрирован и украшен уникальной работы иконостасом. В церкви хранятся частички мощей Анны Кашинской, мощи святых Сергия и Варвары, родителей преподобного Александра Свирского.

Богослужения: по субботним, воскресным и праздничным дням. Литургия: 10.00. По средам -молебен, панихида (10.00); по четвергам - молебен Свт. Николаю Чудотворцу в домовой Никольской часовне (18.00); по пятницам- водосвятный молебен с акафистом Пресвятой Богородице (18.00); по субботам - Таинство Крещения (12.00), панихида (17.00), всенощное бдение (18.00); по воскресеньям- вечерня с акафистом св. блгв. вел. кн. Анне Кашинской, водоосвящение (18.00).