Императорский московский Воспитательный дом был учрежден манифестом Екатерины II в 1763 г., освящение закладки совершили 21 апреля 1764 г., в день рождения императрицы. Дом был рассчитан на воспитание восьми тысяч сирот и подкидышей. Проект здания отвечал программе учреждения, составленной известным вельможей и просветителем Иваном Ивановичем Бецким. Он предлагал провести в жизнь идею воспитания нового человека и гражданина, свободного от пороков окружающего общества.
Дети должны были жить и воспитываться изолированно от общества до своего совершеннолетия. Гражданственное значение этой идеи требовало высокой монументальности архитектурного образа. С другой стороны, программа ставила задачу полной изоляции зданий и территории Воспитательного дома от окружающей городской среды. Проект здания был создан петербургским архитектором, имя которого до сих пор не известно. Многие исследователи предполагают, что им был Ю.М. Фельтон. Проект Воспитательного дома был нов для России, как по идее, так и по воплощению. Место было выделено на берегу Москвы-реки в Белом городе, на Васильевском лугу. Строительство отличалось небывалым тогда в Москве масштабом. На берегу реки должен был быть выстроен главный четырехэтажный корпус с тремя куполами (его на французский лад называли «корделожи»). За главным корпусом по его бокам должны были находиться два огромных квадратных в плане корпуса (каре). В них предполагалось разместить воспитанников: в западном каре – девочек, в восточном – мальчиков. Боковые стороны «квадратов» образовывали перед северным фасадом главного корпуса глубокий внутренний парадный двор, в который вел «проспект» от Солянки, проложенный по центральной оси ансамбля. Территорию сплошной стеной ограждало двухэтажное «Окружное строение». Основной капитал был выделен императрицей Екатериной II, а также состоял из ежегодных пожертвований благотворителей.
Строительство Воспитательного дома длилось несколько десятилетий, причем часть зданий не была возведена, а архитектура осуществленных построек не всегда отвечала проекту. С 1764 по 1767 г. под руководством К.И. Бланка был выстроен западный «квадрат». В 1771–1781 гг. строительство финансировал Прокопий Акинфиевич Демидов, поэтому Воспитательный дом часто называли Демидовским. Демидов отстранил от работы Блана, что, возможно, сказалось на замедлении строительных работ. В 1770-е гг. под руководством сначала Я.А. Ананьина, а потом И.М. Ситникова был построен только главный корпус, въездные корпуса и корпус у внешней стороны «квадрата». Тогда же вырыли ров под фундамент второго «квадрата», но строительство не состоялось. В 1781–1818 гг. велись только мелкие работы – окружные здания, лабазы, ограждения с воротами и другие. Проект так и остался не осуществленным до конца – не хватило средств для возведения второго каре, в котором, по первоначальной идее, должны были жить мальчики. Их разместили в первом квадрате, потеснив девочек. Вся композиция осталась ассиметричной, и при первом же взгляде была видна ее незавершенность.
В западном каре в 1770 г. был устроен домовый храм во имя святой великомученицы Екатерины, помещенный временно в одном из покоев. Его освятили 1 августа 1772 г. Полным чином освятил храм митрополит Московский Платон (Левшин) 23 апреля 1788 г. По первоначальному проекту в главном корпусе должно было быть два храма – с запада главный храм для девочек святой Екатерины, с востока для мальчиков во имя святого Иоанна Воина, который должен был быть приделом храма святой Екатерины. Но это так и не осуществили. Проект внутреннего оформления храма в 1788 г. был выполнен К.И. Бланком. Храм занимал почти треть пространства в четвертом верхнем этаже главного корпуса, в его западном крыле. Над ним возвышался купол с крестом. Восточный купол также был построен, но под ним не было сделано церкви. Основное пространство храма святой Екатерины освещалось с трех сторон двумя рядами окон, верхние из которых были овальными и выходили на фасаде под самым карнизом.