В 1791 году храм Святителя Николая в Дербеневе был отделан заново: появился новый иконостас, обновлена лепнина. При церкви возвели красивую двухъярусную колокольню со сферическим куполом. Второй ярус колокольни сделали в виде изящной ротонды. В это же время появилась каменная ограда. Нашествие французов в 1812 году чудесным образом не коснулось Никольского храма. В московском пожаре, испепелившем город со многими его святынями, церковь практически не пострадала. В первой половине XIX века в начале Уланского переулка жила в деревянном доме тетка А. С. Пушкина, Елизавета Львовна Сонцова. Пушкин приезжал к своей родственнице в мае 1830 года. В письмах к отцу Пушкин неоднократно передавал поклоны «тетушке и ее семейству». Елизавета Львовна называла поэта не иначе как «мой племянник, несчастная жертва». А в середине XIX века в приходе церкви жил дядя Д. И. Менделеева, Василий Дмитриевич Корнильев, у которого мальчиком останавливался будущий создатель Периодической системы химических элементов.

В 1878 году по проекту знаменитого архитектора К. М. Быковского к храму святителя Николая в Дербеневе пристраивается придел во имя иконы Божией Матери «Всех скорбящих Радость». Эта икона появилась в XVII веке и стала одним из главных московских чудотворных образов. Во многих храмах Москвы приделы освящались в честь Скорбященской иконы. На ней изображена Богоматерь, состоящая в мандорле (сиянии), окруженная страждущими и больными людьми и ангелами, несущими добродетели. Название «Всех скорбящих Радость» восходит к строке одной из Богородичных стихир. В 1895 году тот же Быковский перестроил левый Сергиевский придел. Благодаря перестройке церковь приобрела новое градостроительное значение и стала архитектурной доминантой, видной с обеих частей изогнутого Уланова переулка. Изменилось композиционное решение Никольского храма. У него появилась высокая главка, установленная над декоративной аркой лицевой стены, максимально приближенной к линии переулка. Основной объем церкви был увенчан стройным восьмериком, что придало ей вид, характерный для церковной архитектуры XVIII века.

При церкви Святителя Николая в Дербеневе была открыта одноклассная смешанная церковно-приходская школа на сорок человек и богадельня на восемь человек. Призреваемые пользовались квартирой, отоплением, освещением, углем, водой и небольшим пособием. В 1906 году храм попал в криминальную хронику: «Вчера в сумерках к храму св. Николая чудотворца, что в Дербенах, в Уланском пер., подошел прилично одетый юноша, положил около стены храма какой-то сверток и, вынув из кармана коробку спичек, хотел зажечь одну, но в это время заметил, что на него смотрит стоявший невдалеке мальчик. Молодой человек, бросив спички, убежал. Мальчик сообщил о происшедшем дворнику. Тот дал знать полиции. В оставленном молодым человеком свертке оказалась бомба с фитилем»[21].

Храм Святителя Николая в Дербеневе был закрыт в 1927 году. С этого времени начались многочисленные перестройки церкви. Каждое учреждение старалось переделать здание в соответствии с собственными нуждами. Сначала разобрали завершение храма, колокольню до первого яруса и ограду, вместо которой появился кирпичный забор. Настенная роспись и иконостас были уничтожены. В 1929 году хозяева полностью доломали колокольню. В 1950-х годах Никольская церковь была обезображена до неузнаваемости. Над четвериком соорудили чердак, внутри сделали антресоли, пробили стены апсиды, сбили большинство декоративных деталей петровского времени, оштукатурили фасады, сделали пристройки. В 1960-х годах был застроен церковный погост, доходивший до Стрелецкого переулка. Внутри храма находился гараж Московского округа ПВО, и внутрь попасть было невозможно.