Во время пожара 1812 года здание сильно пострадало, было реконструировано архитектором Доменико Жилярди при участии Ф.К. Соколова в 1830-х годах. Во время реконструкции надстроили третий этаж, а площадь здания увеличилась вдвое. Здание Покровских казарм было построено в стиле классицизм. Главный вход расположен в центральной части. В ходе реконструкции 1830 года на фасаде у входа появился восьмиколонный портик, увенчанный фронтоном с изображением двуглавого орла. Внутренняя планировка здания симметрична. В центре расположена трёхмаршевая лестница и колонный вестибюль. Вдоль здания проходят коридоры, которые соединяются с однообразными помещениями.Изначально в Покровских казармах размещались мушкетёрские части. С 1904 года в здании были расквартированы 3-й и 4-й батальоны лейб-гренадерского Екатеринославского полка и 7-й гренадерский Самогитский полк. С началом Первой мировой войны казармы занял 56-й пехотный запасный полк. 23 октября 1890 года на третьем этаже Покровских казарм был освящён храм Пророка Осии, устроенный в память о спасении императорской семьи в железнодорожной катастрофе 17 октября 1888 года. Этот храм просуществовал до 1919 года: он был закрыт, а интерьер церкви уничтожен.
После революции здание получило название Дзержинские казармы. В 1933 году был надстроен ещё один этаж. В 1954-м ликвидировали плац - он стал частью Покровского бульвара. С 1960 года здание перестали использовать как казармы, оно было передано Госснабу СССР. В настоящее время в здании находится один из офисов ОАО «Лукойл».