В 2010 году во время своего Первосвятительского посещения Екатеринбургской епархии Святейший Патриарх Кирилл в неделю святых жен-мироносиц совершил великое освящение нижней церкви Храма-памятника на Крови во имя Всех святых, в земле Российской просиявших, в Святом квартале Екатеринбурга и совершил Божественную Литургию в новоосвященном храме. Тогда же по окончании Литургии Святейший Владыка освятил для Храма-на-Крови колокол-благовест с изображением святых Царственных страстотерпцев, отлитый на средства верующих Русской Зарубежной Церкви и мемориальную мраморную плиту с надписью о состоявшемся великом освящении.
Храм-на-Крови возведен на месте дома инженера Ипатьева, в подвале которого приняли смерть за Христа святые Царственные страстотерпцы. Дом Ипатьева был снесен в 1977 году, но совершить паломничество на это место ежегодно стремилось множество верующих. 23 сентября 1992 года архиепископом Верхотурским и Екатеринбургским Мелхиседеком был заложен первый камень в основание будущего храма. Тогда же архиепископ Мелхиседек совершил освящение построенной деревянной часовни во имя преподобномученицы Елисаветы Феодоровны. Однако, практически сразу после закладки первого камня строительство прекратилось, по причине бедственного экономического положения в стране.
В 2000 году, после прославления Юбилейным Архиерейским Собором святых Царственных страстотерпцев, строительство святыни возобновилось. 23 сентября 2000 года Святейший Патриарх Алексий II заложил в основание храма капсулу с памятной грамотой.
16 июля 2003 года состоялось освящение верхнего придела храма сонмом иерархов Русской Православной Церкви, во главе с митрополитом Крутицким и Коломенским Ювеналием.
В Храме-на-Крови пребывает множество святынь, одна из самых чтимых — икона Божией Матери «Троеручица». Доподлинно известно, что этот святой образ находился в доме Ипатьева в момент заключения в нем святых Царственных страстотерпцев. 26 марта 2013 года, накануне 400-летия прославления Феодоровского образа Пресвятой Богородицы в Храм-на-Крови принесен старинный список этой иконы, почитающейся покровительницей Дома Романовых и Российской государственности.
Храм-на-Крови представляет собой не только действующий собор, но и музейный комплекс. В музейной части представлен ряд экспонатов, посвящённых жизни императора Николая II и его семьи.
При храме действует воскресная церковно-приходская школа для детей от 6 лет и старше, а также проводятся библейские курсы для всех желающих.
Рядом с храмом расположен духовно-просветительский центр «Патриаршее подворье», включающий в себя библиотеку, выставочные площади, концертный зал и домовый храм в честь святители Николая Чудотворца.
Ежегодно, в ночь с 16 на 17 июля, в Храме-на-Крови совершается богослужение в память о Царской семье, которое завершается многотысячным крестным ходом в монастырь на Ганиной яме.
