Вагон-церковь сооружена на Путиловском железоделательном заводе в С-Петербурге, в ознаменование рождения Её Императорского Высочества Великой Княжны Ольги Николаевны. К сооружению вагона-церкви было приступлено по Высочайшему разрешению, последовавшему на докладе г. Министра путей сообщения 14 ноября 1895 года, в день святого крещения Великой Княжны. Освящение церкви последовало 11 июля 1896 года в Новом Петергофе. Снаружи вагон окрашен синим лаком с резной позолоченной отделкой из жёлтого тика-дерева, не поддающегося гниению и влиянию погоды. Над входом устроена звонница, увенчанная крестом, с тремя колоколами, к колокольне поднимается небольшая железная лестница с платформы. 

Внутренняя отделка церкви, стоимость в 20 000 руб., устроена и пожертвована в память рождения Великой Княжны Ольги Николаевны Путиловским заводом, а самый вагон для церкви, наружная отделка его стоимостью в 10 000 руб., устроенная тем же заводом, пожертвованы управлением Сибирской ж. д. Общая стоимость вагона-церкви равна таким образом 30 000 руб. Вагон-церковь имеет прямым своим назначением облегчить выполнение религиозных обязанностей лицам, живущим на станциях Сибирской ж. д., расположенных вдали от селений. Вагон-церковь передвигается теперь между станциями Челябинск и Кривощёково Западно-Сибирской ж. д., а затем, когда по линии этой дороги будут выстроены постоянные храмы, он будет обращаться между станциями Средне-Сибирской ж. д.

Внутри вагон-церковь обшита лакированным будом с резьбою наверху, стены с выжженным орнаментом на филенках. Отделка храма внутри произведена по рисункам художника Е. Е. Фон-Баумгартена. В вагон-церкви 18 окон, по 9 на каждой стороне и 4 одностворчатых двери. При входе в церковь с правой стороны находится отделение с шкафом для ризницы и утвари, с левой стороны такое же отделение для парового отопления вагона-церкви. Убранство церкви вообще роскошно и красиво. Особенно выдается дубовый иконостас, украшенный богатой резьбою и отличающийся необыкновенной легкостью и тонкостью работы. На царских вратах помещены иконы Благовещения Пресвятой Богородицы и внизу — четырех евангелистов в один ряд, над царскими вратами - тайная вечера, а выше, в плафоне - резные изображения Святого Духа (вызолоченные), креста и символы Ветхого и Нового заветов.

Местные иконы расположены по сторонам царских врат одна против другой: с правой стороны икона Воскресения Христова, с левой - Покрова Богородицы, на северной стороне изображение святых Иоанна Предтечи и Архидиакона Стефана, на южной, Святителя Иннокентия Иркутского и Преподобного Сергия; ниже солеи, у правой стороны, помещаются иконы святых: блаженные княгини Ольги и царицы Александры, у левой-святителя Николая Чудотворца и св. Благоверного князя Александра Невского. Алтарь, снаружи, увенчанный крестом, небольших размеров, но с всевозможными приспособлениями для церковной утвари и ризницы. Вся церковная утварь в высшей степени изящна. Вагон-церковь может вместить до 70 человек молящихся.

Альбом «Виды Сибири и Великой сибирской железной дороги». Фотограф: И.Р. Томашкевич. 1899