В 1843 году император Николай I учредил крестный ход с Озерянской иконой Божией Матери из Куряжского монастыря в Харьков и обратно. А 30 сентября 1845 года при прохождении крестного хода из Куряжа в Харьков через Холодную гору пошел сильный ливень, иконе и духовенству, сопровождавшему икону в Харьковский Покровский монастырь, негде было укрыться от дождя[169]. Потому в июне 1846 года был подготовлен проект часовни, утвержденный 4 марта 1847 года, с отдельными комнатами для иконы и духовенства по проекту архитектора Фёдора Данилова, а строительство взял на себя грайворонский 1-й гильдии купец Василий Кондратьевич Елиокин. Однако обещание своё не выполнял, хотя в 1847 году получил за это золотую медаль на Анненской ленте. В 1852 году Елиокин был уже харьковским купцом 1-й гильдии, ни полицмейстер полковник Василий Горбунов, ни гражданский губернатор действительный статский советник Александр Траскин не смогли убедить Елиокина исполнить обещание. И только после обращения архиепископа Филарета к генерал-губернатору Сергею Александровичу Кокошкину купец мгновенно начал заготавливать материалы, и постройка была окончена 23 декабря 1854 года[170]. А харьковский купец 2-й гильдии Яков Панов здание часовни оштукатурил.
Часовня была освящена в марте 1855 года, и уже 22 апреля того же года принимала в своих стенах святыню Слободского края, имела вид прямоугольника с массивными простыми полуколоннами дорического ордена, над входом как бы выплывал из стен изящный портик с устроенной над ним главкой и крестом. Небольшой сферический купол прикрывал это сооружение.
В 1873 году епархиальное начальство обратило внимание на рост населения Холодной Горы и решило перестроить часовню в храм, сделав его приходским, тем более, что часовня использовалась только два дня в году, остальное время она была закрыта. Епархиальный архитектор Фёдор Данилов словно предчувствовал, что часовню придётся расширять, увеличивать размеры и высоту здания, поэтому сама перестройка не потребовала большого количества средств, материалов и времени.
Новая церковь была расширена со стороны входа в бывшую часовню, над ней надстроили одноярусную колокольню. Над основным помещением возвысился новый массивный купол. Внутренние помещения также были перестроены, приобрели алтарную часть, резной иконостас, росписи на стенах и куполе. Первое богослужение в ней прошло 1 апреля 1874 года, в том же году вокруг церкви появилась каменная ограда, а в 1881-м по проекту Данилова была построена часовня при входе на церковное подворье. В 1901 году по проекту архитектора Владимира Христиановича Немкина сооружён новый храм, помимо главного престола во имя Озерянской Божией Матери, в нём были устроены престолы в память святого Амвросия Медиоланского и во имя святого равноапостольного князя Владимира. Цельность силуэта, сплошной ковёр кирпичного декора являются основой композиционного решения церкви, высота колокольни более 55 метров, а купола — более 30, что сразу же создало архитектурную доминанту в Холодногорской части Харькова, тесно взаимодействующую в пространстве всего города с колокольней Успенского собора.
От железной дороги к Озерянской церкви в 1870 году справа от Екатеринославской были сформированы улицы Ильинская, Анненская (в 1936 году стала именоваться Губкомовской, а с 2015-го — Левченко) и Пограничная (стала продолжением Кладбищенской улицы в 1880-е годы), а также переулки: Верховский, Рудаковский (в 1929 году переименован в улицу Рылеева), Кульбицкий, Скрынниковский (в 1937 году переименован в улицу лётчика-испытателя Андрея Юмашева), Арестантский (в 1890 году был объединён с Анненской улицей).
В 1880-е годы за Озерянской церковью сформировались улицы Токовая (в 1968 году переименована в честь офицера-зенитчика Петра Кандаурова, погибшего в боях за г. Харьков в 1943 году), Обуховская (к 1895 году ставшая Залютинской как ведущая в Залютинские хутора, с 1936 года носила имя большевика Алексея Скорохода, а с 2015-го стала Тереховской), Валковская (в 1968 году переименована в улицу комсомольца Дмитрия Клапцова, с 2015-го стала носить имя Петра Болбочана), Полтавская, Подлесная.
За линией железной дороги с левой стороны от Екатеринославской в конце 1860-х было не так много улиц, на плане 1866 года мы видим улицу Холодногорскую, которая шла между шоссе на Екатеринослав и Сериковской улицей. В начале 1870-х годов шоссе было переименовано в Холодногорскую улицу, а бывшая до этого одноименная улица — в Холодногорский переулок. По Холодногорской улице проходило, по сути, шоссе на город Екатеринослав, в 1894 году она была переименована в Семинарскую, поскольку на ней располагалась Харьковская духовная семинария. В 1922 году Семинарскую переименовали в честь большевика Володарского (Моисея Гольдштейна), а в 2015-м ей вернули имя Семинарской. Холодногорский переулок в 1936 году был переименован в Селькоровский.