Pierwszym proboszczem został ks. Tomasz Chmielewski biskup tytularny Gratianopolis oraz sufragan archidiecezji warszawskiej (zmarł w trakcie budowy kościoła w lipcu 1844). Po jego śmierci parafią rządzili administratorzy. Pierwszym był ks. Jakub Szarkiewicz, profesor dawnego uniwersytetu stołecznego i akademii duchownej, kanonik metropolitalny, który także zmarł w czasie budowy (30 września 1846). Po nim administratorem został ks. Marcin Zarzecki i jemu, zgodnie z ceremoniałem rzymskim, biskup Łubieński przekazał w dniu konsekracji klucze do świątyni.
Kościół wspominany w XIX-wiecznych dziennikach podróży (ul. Chłodna stanowiła główną zachodnią arterię wylotową Warszawy), restaurowany był w latach 1854, 1870 i 1886.
W czasie obrony Warszawy we wrześniu 1939 przy kościele powstał prowizoryczny cmentarz; groby zaczęto usuwać na rozkaz władz niemieckich w listopadzie 1939.
Po klęsce powstania warszawskiego Niemcy wysadzili prezbiterium i kaplice boczne kościoła. Został on odbudowany po wojnie, prace zakończono w 1956 roku. W prezbiterium zawieszono XVII-wieczny obraz „Męczeństwo św. Andrzeja” autorstwa śląskiego artysty Michaela Willmana.