Обветшавшую Космодамианскую церковь начали перестраивать в 1703 г., но окончить ее удалось только через 20 лет из-за указа Петра I о запрещении каменного строения по всей России в 1714 г.
Колокольни при церкви нет, ибо построенная в 1857–1858 гг. вместо старинной была в советское время разрушена. Уцелели кованые железные двустворчатые двери в северном и южном порталах и белокаменная надгробная доска на южной стене. В церкви долгое время (с 1930 г.) находилась библиотека иностранной литературы, а перед тем как она была возвращена церкви – типография.
Эта церковь памятна тем, что в 1916 г. в ней отпевали В.И. Сурикова – в последние годы он жил рядом, в гостинице «Дрезден» на Тверской.
Рядом с церковным участком была большая усадьба (№ 6), принадлежавшая в XVII в. князьям Жировым-Засекиным, а в первой половине XVIII в. – князьям Сонцовым-Засекиным и Жировым-Засекиным и перешедшая в 1752–1755 гг. к капитан-поручику О.И. Кожину. Он построил между 1760 и 1764 гг. в глубине участка двухэтажные каменные палаты, дошедшие до нашего времени и надстроенные его сыном, гвардии прапорщиком Н.О. Кожиным в 1810 г. Двор этого дома был свидетелем драмы, разыгравшейся в сентябре 1812 г., когда там французами были расстреляны 18 человек, обвинявшихся в поджогах. В 1820—1860-х гг. здесь помещалась гостиница «Германия». В конце 1830-х гг. в ней жил декабрист И.А. Фонвизин.
В соседнем доме на углу с Большой Дмитровкой (№ 8/13) также находилась гостиница, известная под разными именами – «Блеск», «Централь», «Версаль», переименованная в советское время в «Спартак». Об этой гостинице писал И.А. Бунин в рассказе «Казимир Станиславович»: «…никто из приезжающих в „Версаль” не предъявлял визитных карточек. гостиница была скверная».
На месте этого дома до 1816 г. стояла Воскресенская церковь, «что в Скоморошках», то есть в местности, населенной артистами того времени – скоморохами. Она впервые упоминается в 1472 г.; три придела ее были построены в 1600 г. князем Василием Жировым-Засекиным, один из них (верхний) был его, а потом князя Алексея Козловского домовой церковью, который в 1772 г. сообщал в Московскую консисторию, что придел находится на его «содержании». От церкви к его дому вел переход через арку к противоположной стороне переулка.
В числе многих московских церквей, погоревших в пожар 1812 г., ее не стали восстанавливать – еще в 1806 г. ее посчитали настолько ветхой, что даже запретили проезд через Космодемьянский переулок. Она, как было написано тогда, «по ветхости угрожает падением», и в 1816 г. ее разобрали вместе с каменной аркой.
В доме, построенном в 1820-х гг. и надстроенном в 1873 г., жили историк И.Д. Беляев, опубликовавший исследование об урочище «Старые Скоморошки», архитектор А.П. Белоярцев, издатель, выпускавший в продолжение многих лет московские справочные книжки, Карл Нистрем. В 1924 г. – редакция шахматного журнала «64», издательство по физкультуре и спорту, а также театральная студия имени М.Н. Ермоловой.
В доме находилось множество магазинов, и, в частности, оптический «А.И. Мильк и сын», в котором А.П. Чехов обычно заказывал пенсне.
Сейчас вся левая сторона переулка занята зданием Российского центра хранения и изучения документов новейшей истории, бывшего Института марксизма-ленинизма, которое было выстроено первоначально для хранения и работы с документами архива Ленина, к которым позже присоединились документы Маркса, Энгельса и Сталина. Скучное ящикоподобное здание строилось по проекту архитектора С.Е. Чернышева в 1926 г., а в 1980 г. к нему пристроили не лучше прежнего новое (№ 3/15) со стороны Большой Дмитровки (архитектор Ю.Н. Шевердяев) с барельефными изображениями мрачных лиц основоположников марксизма-ленинизма.
На его месте до 1973 г. стояло скромное двухэтажное здание, в котором жил знаменитый типографщик и книгопродавец С.А. Селивановский. Со стороны переулка была вывеска типографии с датой ее основания – 1796 г. После некоторого перерыва она просуществовала до 1859 г. и была самой долговечной среди частных типографий. В ней печатались многие сочинения Н.М. Карамзина и К.Ф. Рылеева. В 1797 г. Селивановский издал один из первых путеводителей по Москве – «Историческое и топографическое описание первопрестольного града Москвы…», а в 1827–1831 гг. лучший московский путеводитель начала XIX в. – «Москва, или Исторический путеводитель по знаменитой столице Государства Российского…», написанный Иваном Гурьяновым. В его четырех объемистых томах, которые давно надо было бы переиздать, содержится множество драгоценных сведений о Москве того времени.