После революции 1917 года храм Климента, папы римского, одним из первых получил статус памятника архитектуры. Декрет 1922 года об изъятии церковных ценностей узаконил разграбление храма. Среди конфискованных серебряных церковных предметов – двадцать четыре ризы, восемь лампад, три дарохранительницы, два напрестольных креста, две кадильницы, две крышки от Евангелий, сосуды для причастия и жемчужное шитье с простыми камнями весом в три пуда двадцать семь фунтов. К счастью, иконы остались на своих местах. В 1925 году последним настоятелем церкви Климента стал протоиерей Михаил Галунов – одаренный священнослужитель и проповедник. При нем в храме был создан известный на всю Москву церковный хор. В 1932 году началось разрушение древней ограды. В 1933 году отца Михаила арестовали, а храм закрыли. Через несколько лет был снесен входной храмовый павильон, который являлся одновременно и Святыми вратами, и «прикладезным» строением над святым источником. Жилищностроительный кооператив «ВСНХовец», получивший здание церкви, планировал снести памятник архитектуры и разбить на его месте сквер с детским садом. Этому не довелось сбыться благодаря вмешательству академика И. Э. Грабаря.
В 1936 году началась подготовка к реставрации, но Великая Отечественная война не позволила реализовать это начинание. После войны церковь Климента находилась в удручающем состоянии. На месте бывшего погоста был устроен сквер с подземным общественным туалетом, размещенным прямо под алтарем. Туалет просуществовал до 1980-х годов. Во второй половине 1940-х годов отец Михаил вернулся в Москву и жил в колокольне церкви Климента. Здание храма передали Библиотеке имени Ленина для фондового хранения, благодаря чему внутреннее убранство и иконостас не были полностью уничтожены. Но внутри все переоборудовали для устройства книжных стеллажей. В 1957 году произошло расширение Климентовского переулка, в результате которого ограда церкви Климента была значительно передвинута. В 1970-х годах проводился внешний ремонт храма.
В 1990 году по просьбе Святейшего Патриарха Алексия II храм был возвращен верующим. Но лишь в 2002 году, с назначением настоятелем протоиерея Леонида Калинина, духовная жизнь храма возобновилась. В 2005 году был заново освящен небольшой придел в честь иконы Божией Матери «Знамение». В 2007 году произошло объединение клира церкви и братии Инкерманского Свято-Климентовского монастыря – самого древнего на территории Московского патриархата. В 2008 году Российская государственная библиотека покинула храмовое помещение, а 8 декабря 2010 года, в день памяти Климента, впервые за семьдесят шесть лет было совершено богослужение во вновь воссозданном приделе, освященном в честь Климента, папы римского, и Петра, архиепископа Александрийского.
