В 1783 году Крым окончательно был присоединен к России. Главный город будущей Таврической области решили строить рядом с татарским поселением Ак-Мечеть, где расквартировались русские войска. Православных храмов в Ак-Мечети не было, поэтому в 1785 году командир полка Б. А. Тищев купил небольшой татарский дом, хозяин которого уехал в Турцию, и устроил в нем полковую церковь во имя равноапостольных царей Константина и Елены. Она находилась на границе средневекового поселения Ак-Мечеть и нового города Симферополя.
Император Константин I Великий (между 274 и 280-337) объединил в своих руках Римскую империю, завершил начатое Диоклетианом преобразование государственного устройства в доминат, при котором глава государства становится господином своим подданным, а власть его исходит от Бога. На месте древнегреческой колонии Византия император заложил новый город, названный в честь основателя Константинополем, - будущую столицу Византийской империи. Но церковь назвала его равноапостольным не за государственные и политические таланты. В 324 году Миланским эдиктом Константин разрешил свободное исповедование христианства. Вот как об этом рассказывает церковное предание. Около трехсот лет прошло с крестной смерти и Воскресения Иисуса Христа. Христианство все более распространялось, несмотря на жестокие преследования и гонения, верующим приходилось скрываться, тайно совершая богослужения. Император Константин вел войну с правителем Рима. Накануне решительной битвы он и все его войско увидели на небе крест с надписью: "Сим победишь". Ночью во сне Константин увидел Христа с крестом, Который повелел ему сделать на своих знаменах кресты и сказал, что он победит противника. Император исполнил все в точности, а, одержав победу и войдя в Рим, велел поставить на площади города статую с крестом в руке. Сам Константин крестился незадолго до своей смерти в 337 году. Христианство стало государственной религией Римской империи.
После ухода из Ак-Мечети русских войск церковь на некоторое время опустела. В 1786 году правитель Таврической области В. В. Каховский распорядился установить в церкви иконостас и возобновить богослужение. Но город рос, число христиан увеличивалось, они уже не могли уместиться в маленьком храме.
Во время своего путешествия по Крыму императрица Екатерина II в мае 1787 года посетила Симферополь и молилась в Константино-Еленинской церкви. Пораженная ее бедностью и простотой, императрица выразила желание видеть в губернском городе "приличный храм соборный" и пообещала подарить церковную утварь и ризницу, Однако еще почти двадцать лет православные жители Симферополя приходили в маленькую старую церковь. Но новая церковь во имя святых апостолов Петра и Павла появилась только в 1806 году.
После открытия Петропавловского собора церковь во имя святых равноапостольных царей Константина и Елены стала частью усадьбы генерал-майора В. П. Попова. Последним хозяином усадьбы стал Юрий Васильевич Попов, помещик Симферопольского уезда, при нем была проведена реконструкция всех зданий усадьбы. Архитектурный облик домовой церкви изменила новая двухъярусная колокольня, иным стало и оформление, в котором использованы элементы русского зодчества XVII века. Широкие арочные проемы звонницы украсили кокошники, шатровую крышу увенчала луковица, окна храма - наличники.
В 1914 году церковь святых Константина и Елены снова стала полковой, ее посещали солдаты пехотного полка. До настоящего времени на потолке храма сохранились гербы полков. С 1917 по 1921 год церковь была приписана к Петропавловскому собору, но затем у нее появился свой приход. В 1924 году власти приняли решение о ликвидации храма, но затем отменили его, уступив настойчивым просьбам прихожан. Спустя пять лет, в 1929 году церковь святых равноапостольных царей Константина и Елены закрыли, разрушили верхний ярус колокольни. В обезображенном здании разместился аэроклуб, а затем здесь долгое время был архив ЗАГСа.
В конце 90-х годов храм передали Церкви, и в нем началась реставрация. 4 ноября 2001 года здесь отслужили первое за долгие годы Богослужение.