Początki parafii św. Karola Boromeusza na warszawskiej Woli sięgają końca XVIII wieku. Budowa świątyni wiąże się z uprowadzeniem i wywiezieniem za miasto króla Stanisława Augusta Poniatowskiego przez konfederatów barskich 3 listopada 1771 roku. Ponieważ już następnego dnia – niedaleko Powązek, we wspomnienie św. Karola Boromeusza – król, pozostawiony z porywaczem Janem Kuźmą, przekonał go do uwolnienia, fakt ten został stosownie upamiętniony.
Kiedy za rogatkami powązkowskimi powstał cmentarz dla parafii św. Jana, Najświętszej Maryi Panny i św. Andrzeja, w jego wschodniej części, pośrodku dłuższego boku – z fundacji króla Stanisława Augusta Poniatowskiego i jego brata, prymasa Michała Poniatowskiego – trwała już budowa kościoła zaprojektowanego przez architekta królewskiego Dominika Merliniego. 20 maja 1792 roku odbyło się poświecenie kamienia węgielnego, a 21 października – poświęcenie kościoła. Pierwszy dom Boży był budynkiem jednonawowym, niepodpiwniczonym, a ponieważ pełnił jednocześnie funkcję kostnicy, dla utrzymania w środku niskiej temperatury w elewacji południowej nie było okien. Od południa przy prezbiterium były dwie zakrystie. Wnętrze o otynkowanych ścianach przykrywał drewniany strop, drewniana była podłoga, chór pod północnym oknem wspierały filary. Skromne ołtarze poświęcone były patronom poszczególnych parafii, a na ołtarzu kolegiackim zawisł obraz przedstawiający modlącego się św. Karola Boromeusza pędzla Józefa Walla, dar prymasa. W latach w 1820 i 1837 odbyły się remonty świątyni, która w tym czasie wzbogaciła się o obraz Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny pędzla Józefata Łukaszewicza. W larach 1844-1846 Mielicie Chiarini pomalował sklepienie.
Pod koniec XIX wieku kościół ponownie okazał się zbyt mały. Oczywiste było, że władze rosyjskie, z zasady niechętne Kościołowi katolickiemu, nie wyrażą zgody na budowę świątyni. Pod pretekstem rozbudowy, w latach 1891-1898 wzniesiono nową świątynię według planów architekta Józefa Piusa Dziekońskiego. Ze starych murów została jedynie fasada i częściowo ściany boczne. Nowy trójnawowy kościół został wzniesiony na planie krzyża łacińskiego, z kopułą umieszczoną na wysokim bębnie nad przecięciem nawy głównej i transeptu, prezbiterium zamkniętym półkolistą absydą, zakrystią oraz dwiema wieżami dzwonniczymi po bokach fasady zwieńczonej tympanonem z figurą anioła wzywającego na Sąd Ostateczny. Z zaplanowanych trzypoziomowych piwnic – katakumb zrealizowano dwa poziomy, w których złożono dobrodziejów kościoła i szczątki przeniesione z grobów zniszczonych przy rozbudowie świątyni. Dzięki tym działaniom powstał budynek sześciokrotnie większy od poprzedniego, poprzedzony dwustronnymi schodami z balustradą, na której umieszczono figurę Matki Bożej Łaskawej dłuta Teodora Skoniecznego. Wewnątrz, miejsce starych drewnianych ołtarzy zajęły nowe – kamienne, zaprojektowane przez Dziekońskiego, w których jednak pozostały dotychczasowe obrazy. W półkolistej absydzie prezbiterium stanął ołtarz główny z obrazem św. Karola Boromeusza namalowanym przez Józefa Walla w retabulum i obrazem przedstawiającym Jezusa z Sercem Gorejącym pędzla Rafała Radziewicza w zwieńczeniu, zdobiony figurami św. Piotra i Pawła. Ramiona transeptu zamknęły ołtarze boczne: św. Józefa z obrazem tytularnym autorstwa Alfreda Schouppe, flankowanym figurami aniołów, oraz Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny z obrazem tytularnym w polu centralnym, niewielkim obrazem Trójcy Świętej w zwieńczeniu i figurami św. Kazimierza i św. Stanisława Kostki po bokach. Na przecięciu nawy głównej i transeptu, po lewej stronie od ołtarza głównego miejsce znalazła rzeźbiona ambona z niemal czarnego drewna, a naprzeciw niej – zabytkowy krucyfiks. W 1900 roku kościół został poświęcony i oficjalnie przekazany wiernym. Sklepienie ozdobiła polichromia nieznanego autora. W 1913 roku Zdzisław Piotr Jasiński w żagielkach pod bębnem kopuły namalował postacie ewangelistów.
