В первые годы своего существования Харлампиевская церковь была деревянной. Построенная в 1739 году, она существовала до закладки каменного храма в 1777 году. Строилась каменная церковь на капитал иркутского купца В.Балакшина. 6 сентября 1782 года освящен первый придел во имя Архистратига Михаила, последующие приделы были освящены в 1784-179О годах. Рядом с храмом находилась богадельня в доме купца А.П.Трапезникова, перестроенная в 1884 году его племянницей А.Н.Портновой. В ограде Харлампиевской церкви среди захоронений была могила известного иркутского мецената тайного советника и почетного гражданина И.С.Хаминова.

5 марта 1904 в церкви венчались лейтенант флота А.В.Колчак и С.Ф.Омирова.