Церковь Архистратига Михаила построена была по завещанию и на средства отставного капитана Федора Григорьевича Архангельского в 1893г., по проекту губернского архитектора А.П. Афанасьева губернским инженером И.О. Карабутовым.

Землю для храма уступило Владимирское Благотворительное общество, а частные благотворители пожертвовали, кроме денег, строительные материалы, стекло для окон и дверей (Ю.С. Нечаев-Мальцев), двери, утварь, иконы, зеркальный крест, дубовый иконостас. Храм торжественно заложен 13 октября 1891г., а 19 сентября 1893г. поднято 5 колоколов на звонницу, устроенную в «параллель с церковной сторожкой». 28 ноября 1893г. храм был торжественно освящён.

При большом скоплении молящихся с прибытием членов Строительного комитета в 6 часов вечера началось всенощное бдение. Когда раздалось пение архиерейского хора, предстоящие и молящиеся были истинно обрадованы прекрасным резонансом в церкви. Во время всенощного бдения храм был богато освещён, звонница и сторожка с оградою были иллюминированы. В 8 часов утра, в день освящения, совершено было освящение воды. Звон во все колокола градских церквей, лежащих в дороге к Студёной горе, возвестил о прибытии Его Высокопреосвященства. Крестный ход со святыми мощами обошёл всю церковь.

Вновь построенный храм в византийском стиле имеет весьма красивый наружный вид и весьма изящный внутри, но очень небольших размеров – может вмещать не более 300 или 400 человек.»

(Газета «Владимирские епархиальные ведомости», 1893, №24 с сокращениями).

В 1929 году Михаило-Архангельская церковь на Студёной Горе была закрыта, однако в советское время сильно не пострадала и не была снесена, использовалась под склады.

В конце 1970-х – начале 1980-х гг. церковь реставрировалась с приспособлением под музей. Автор проекта реставрации архитектор Нелли Немцова. В помещении храма была развёрнута экспозиция «Часы и Время» Владимиро-Суздальского музея-заповедника (автор концепции Лия Горелик).

В начале 1990-х гг. экспозиция была закрыта без последующего восстановления, музей выехал, церковь передана верующим. Развернулось церковное строительство: устроена дополнительная глава на апсиду, установлены кресты с покрытием под золото, пристроена колокольня, внизу которой помещение церковной лавки, восстановлена ограда. В рядом стоящем с церковью двухэтажном деревянном доме, ранее занимаемым ЖЭКом и службами детской поликлиники, разместился Паломнический центр Владимирской епархии.

В конце 1990-х гг. бывшей при СССР улице Пушкина возвращено своё историческое название, и теперь она называется ул. Студёная Гора.

В 2007-м году завершился очередной этап реконструкции автомобильного движения Центра города на участке Студёная Гора. Движение возле церкви стало шестиполосным, грунт снят на метр, устроен разъезд со светофором. Поскольку церковь давно облюбована владимирцами для венчаний, это стало значительным событием. Ранее свадебные кортежи автомобилей парковались в метре от входа в храм, и всё равно мешали общественному транспорту и плотному потоку движения.