Храм во имя Покрова Богоматери примыкает своей северо-восточной стороной к Преображенскому собору, имея с ним общую паперть. Он был заложен царем Алексием Михайловичем Тишайшим (1629-1676) в 1673 году, возведен на его средства за два года и освящен 7 октября 1675 года патриархом Иоакимом. Храм выстроен в русском стиле и увенчан тремя главами. Внутренняя роспись относится к 1780-му году. В 1812 году французы превратили Покровский храм в склад. В 1813 году вновь он был освящен архимандритом Амвросием Вторым. В 1820 году на средства благотворительницы Мельгуновой был выстроен новый иконостас. По бокам главного алтаря находятся два предела: правый - во имя святой великомученицы Варвары - устроен в 1758 году, а левый - во имя святого Димитрия, митрополита Ростовского, освящен в 1757 году, вскоре после открытия мощей и прославления этого святителя. В 1877 году весь храм был расписан академиком Фартусовым. В приделе во имя святого Дмитрия Ростовского стены преимущественно расписаны изображениями святителей и преподобных, а придел великомученицы Варвары - изображениями преподобных дев и мучениц.

В 1918 году Новоспасский монастырь закрыт, службы в храме прекратились.

Покровский храм был снова освящен только в 1997 году на праздник Покрова Пресвятой Богородицы. В 2002 году начались работы по его росписи, главным образом, силами братии.