В конце 30-х годов царь Михаил, вероятно, впервые приехав в Коломенское, приступил к восстановлению древней усадьбы. К осени 1640 года был построен новый дворец: «сентября 17 день в селе Коломенском на новоселье в хоромах новых был у государя стол». Во время празднования «сентября 20-26 в Коломенском, по случаю новоселья в новых хоромах, царица Евдокия Лукьяновна раздаёт милостыни болыпи 10 рублей» . Дворцовая тройня с сенями и повалушей была построена в древнейшем Вознесенском саду — там, где, возможно, оставались какие-то постройки предшествующих времён. Сюда переместился новый центр усадьбы, который впоследствии сформировал «Государев двор». Ограда новой усадьбы была, по-видимому, деревянной. Неудобство для многочисленной царской семьи создавала удалённость дворцовой церкви Вознесения от теремов, поэтому царь Михаил принял решение о строительстве новой домовой церкви. Церковь, заложенная по царскому указу, была посвящена Великой Чудотворной иконе Казанской Богоматери, избавившей Россию в 1612 году от польского плена. Первый храм был деревянный. Подобно Казанскому собору на Красной площади, построенному князем Д.М. Пожарским и освящённому в 1636 году, церковь Иконы Казанской Богоматери в Коломенском имела придел Аверкия Иеропольского, в день памяти которого Москва освободилась от поляков. Царь Михаил Фёдорович умер 12 июля 1645 года. Во главе государства остался его 16-летний сын Алексей Михайлович, который неоднократно бывал в Коломенском с отцом, любил эту усадьбу и до конца своей жизни в течение тридцати лет ежегодно приезжал сюда на летний отдых. Поэтому дальнейшая судьба строящегося храма Иконы Казанской Богоматери связана уже с его именем. В грамоте архиепископу Маркелу Вологодскому и Великопермскому Алексей Михайлович пишет: «В прошлом, 121(1612) году октября в 22 день... Милостью Божиею и молитвами и заступлением Пречистые Владычица нашей Богородицы, явление чудотворные иконы Казанския, на память святого Аверкия епископа Еропольского Чудотворца, Московское государство от литовских людей очистилося... а в прошлом 157 (1648) году октября в 22 день на праздник Пречистыя Богородицы явления Чудотворные иконы Казанския... Бог даровал родился наш сын, государь царевич, князь Дмитрий Алексеевич» . В честь рождения наследника престола к храму был пристроен второй придел Дмитрия Солунского, завершивший в общих чертах архитектурную композицию. В каком году придел был построен, точно не известно, но, скорее всего, в начале 1649 года одновременно со строительством самого храма, так как царевич Дмитрий вскоре умер.