Церковь Знамения иконы Божией Матери на Шереметевом дворе находится близ Воздвиженки в Романовом переулке. В 1671 году царь Алексей Михайлович пожаловал этот двор с церковью своему тестю Кириллу Полуэктовичу Нарышкину. Затем усадьбой владеть его сын Лев Кириллович Нарышкин, дядя Петра I, заказчик выдающихся в художественном отношении вотчинных церквей типа «под колоколы» (церковь Знамения «на Шереметевом дворе» и церковь Покрова в Филях).

Точная дата строительства Знаменского храма не установлена. Первый исследователь и реставратор памятника Е.В. Михайловский считал, что храм был возведен на рубеже 80-х и 90-х гг. XVII века. Эти временные рамки подтверждает анализ строительной деятельности Л.К.Нарышкина. Известно, что филевская церковь в 1690 году была начата строительством, а в 1691 году уже окончена. Оба храма настолько схожи в белокаменных деталях, что эти детали могли заготавливаться сразу для двух построек. Храмы разнятся только своей объемно-пространственной композицией. Если филевский храм имеет центрический план с тремя наружными лестницами, ведущими на обходное гульбище, то план храма Знамения имеет продольно-осевое построение с одной лестницей-всходом на трехстороннее гульбище. Разница в планах продиктована неравнозначными участками.

Основной объем Знаменской церкви – двусветный четверик с тремя ярусами уменьшающихся кверху восьмериков, трехчастная апсида и трапезная – поднят на высокий сводчатый подклет, окруженный с трех сторон открытым гульбищем на арках. Со стороны гульбища боковые приделы центрального алтаря, посвященные Сергию Радонежскому и Варлааму Хутынскому, имели самостоятельные входы и от центрального алтаря отделялись глухими стенами. В XIX века входы заложили, а приделы объединили с центральным алтарем посредством больших арочных проходов. Первоначально в храм поднимались по широкой лестнице на ползучих арках, которая стояла по центру западного фасада гульбища перпендикулярно ему. После постройки дворца Разумовского церковь соединили с ним каменным двухэтажным переходом, примыкающим к гульбищу уже под углом, при этом, как выяснилось в результате исследований, древняя лестница была частично разобрана, войдя в объем позднего перехода.
В 1953-54 годах Е.В. Михайловским при участии И.В. Ильенко был сделан проект реставрации, который предусматривал полное восстановление первоначального облика памятника. Однако, ввиду особого режима объекта, проект был осуществлен частично, без работ в интерьере. Михайловскому было разрешено восстановить четыре главы из пяти и провести консервационные работы на фасадах. В дальнейшем многие годы реставрационные работы на Шереметевом дворе не возобновлялись.

Организованная в 2003 году при храме Знамения православная община не имела возможности проводить церковные богослужения. После обращения Патриарха Алексия II в правительственные структуры о помощи храму, настоятелю о. Михаилу (Гуляеву) удалось добиться масштабного финансирования реставрационных работ. Был вновь создан авторский коллектив реставраторов ГУП ЦНРПМ в составе научного руководителя Е.Г. Одинец, архитекторов И.Д. Любимовой, Г.Б. Меньшиковой, инженеров Н.А. Федотовой, В.М. Кабановой, технологов Л.Л. Голоскова, Ю.А. Давыдовой, Л.И. Первых, М.А. Арифулиной.

Исследования в подклете прояснили многое в его первоначальной планировке и назначении. Было установлено, что палаты подклета имели отдельные входы с северного фасада и никак не были связаны между собой. Восточная часть подклета под алтарем имела один вход с севера и была отделена глухой стеной с нишами от остального объема. Полы в восточных помещениях имели более низкий уровень и были земляными, а сами эти помещения использовались под ледники. Были освобождены от закладок и реставрированы шестнадцать больших стенных ниш с подставами для навешивания створок, говоривших о хозяйственном использовании подклета, традиционном для домовых храмов. Проходы, пробитые в XIX веке на месте двух ниш, и проход в северо-восточное помещение были сохранены в целях приспособления. В этих же целях устроена деревянная лестница в придел алтаря.

Проводившиеся работы внутри второго яруса церкви подтвердили архивные данные о переделках окон и порталов в XIX веке. Нашлись следы разобранной стены между трапезной и четвериком. По найденным следам восстановлены входы в приделы, сильно растесанные в советское время. В алтаре раскрыто от закладок несколько ниш и узкое боковое окошко у центрального окна.

В верхней зоне четверика зондажами было раскрыто двенадцать кувшинов–голосников, а тромпах под толстым слоем штукатурки скрывались великолепные белокаменные круги с розетками. На западной стороне две розетки в виде восьмиконечных звезд, на востоке две спиралевидные, напоминающие солярные знаки. Зондажи окон восьмерика показали, что первоначальные прямые подоконники были превращены в откосы, а восточное окно заложено.

Под западным окном восьмерика обнаружен широкий проем в толще стены, выходящий на внутристенную лестницу, ведущую на ярус звона. Этот проем соответствует расположению «царской ложи», имеющейся в церкви Покрова в Филях, но здесь он оказался несколько выше. Если в Филях сохранилась вся подлинная деревянная часть «ложи» в виде балкона с навершием, то здесь не нашлось никаких следов от крепления в кладку конструкций «ложи».

Проем перекрыт мощными белокаменными плитами, одновременно служащими основанием под подоконник западного окна восьмерика. Скорее всего, это было широкое смотровое окно с внутристенной лестницы в храм, подобное внутреннему окну на юго-западной грани восьмерика выше по лестнице. По просьбе настоятеля храма смотровое окно превращено в небольшой балкончик.

Выяснилось, что на западном портале, попавшем в переход из дворца в церковь, сохранилась трехчастная белокаменная трапециевидная перемычка завершения его проема. На северном и южном порталах завершения переделаны в XIX в. и под них подведены белокаменные плиты на металлических полосах.     
Не сразу удалось определить местоположение барабана с главой над трапезной, полностью разобранных в советское время. Согласно архивным фотографиям конца XIX века, глава на трапезную была спроектирована в одних габаритах с центральной главой алтаря. На старых фотографиях и акварели И.В. Машкова 1800-х годов хорошо видно, что в то время главы были ребристые и гладкие. Боковые главы алтаря несколько меньше в своих размерах. Авторский коллектив сохранил чешуйчатые главы на памятнике, предложенные в проекте 1950-х годов Е.В. Михайловским.

В основу реставрации церкви Знамения Е.В. Михайловским был положен принцип научно-обоснованной аналогии. Так чешуйчатые главы были спроектированы по аналогии с сохранившимися древними покрытиями глав того времени (в Переславле Залесском и церкви Успения в Печатниках в Москве). В основном Е.В. Михайловский ориентировался на архитектуру филевского храма. В результате по подклету и гульбищу был допущен ряд ошибок. Реставраторы отказались воссоздавать колонны между арками гульбища, которые были в проекте Михайловского показаны по аналогии с Филями. После удаления штукатурки со столбов аркады гульбищ открылись следы срубленных валиков с поребриком, соединяющих по горизонтали аналогичные обрамления арок. Это подтверждает невозможность установки колонн у столбов. Следовательно, был снят вопрос – восстанавливать или нет белокаменные фигурные водометы, стоящие на капителях предполагаемых колонн. Не нашлось никаких следов подтверждения колонн, фланкирующих в проекте углы алтаря подклета, и тем более парапетов над ними.
Белокаменный цоколь, состоящий, как выяснилось, из верхней развитой профилированной части и нижних четырех гладких рядов, был почти полностью скрыт наросшим уровнем земли и примыкающими к нему бетонными полами пристроек. После откопки траншей вдоль стен и столбов подклета стало видно, что у стен подклета профиль на цоколе отсутствует. Не было его и на внутренних сторонах столбов гульбища.

В кладке цоколя лежали надгробные плиты вторичного использования. По характерному орнаменту и размерам они относятся к первой трети XVII века. Из архивных источников известно, что вокруг церкви Знамения времени бояр Романовых (1625) было кладбище, которое упразднили при постройке нового храма. Кирпич от разборки раннего храма был вторично использован на новой постройке. Несколько раз в зондажах попадались профилированные кирпичи (валики, полки с выкружками) с обмазкой и иногда с покраской (свинцовый сурик, сажа).

Важнейшим моментом в реставрации храма стало принятие решения о его покраске. Михайловский и Ильенко считали, что первоначально фасады храма не окрашивались, а имели кирпичные стены и белокаменные детали, как у церкви Покрова в Филях, где под поздней крышей были найдены значительные фрагменты чистой кладки без какой-либо покраски и левкаса. Технологическими исследованиями материалов отделки фасадов с большим количеством отобранных проб доказано, что самая ранняя покраска стен церкви Знамения была сплошной, без раскраски под кирпич. По тонкому известковому левкасу поверхность стены красилась в цвет охры красной, а стены подклета и подгульбищного пространства имели известковую побелку.

Описание первоначального иконостаса церкви Знамения на Шереметевом дворе, просуществовавшего до 1844 года, было найдено автором в архиве С.-Петербурга. В описи, составленной в 1811 году, сказано: «Иконостас деревянной с золоченою резбою в 8-ми ярусов во оном местные образа… Над местными образами 32 иконы разной величины на деревянных цкахъ с изображением страстей господних, апостолов и угодников. Сверх иконостаса распятие деревянное резное с предстоящими в резной золоченой раме». «Царские врата резные деревянные вызолочены» (ЦГИА. Ф. 1088. Оп.9. Д. 2729. ЛЛ.. 27, 28).
После удаления поздних перекрытий в четверике храма стало возможным исследовать восточную стену, к которой примыкал первоначальный иконостас. Были найдены пазы крепления каркаса в разных ярусах и крючья, удерживавшие крест. найденные материалы, следы крепления и существующий аналогичный иконостас ц. Покрова в Филях явились достаточными данными для разработки эскизного варианта проекта воссоздания иконостаса.