Пристроена к восточной стороне Власьевской (Знаменской) проездной башни городских укреплений XVII в. В средневековье над воротами каждой башни висела икона; иногда она была написана прямо на стене. На Власьевской башне висел образ Знамение Богоматери, перед которым в 1 пол. XVIII в. поставили деревянную часовню. Во 2 половине XVIII века при перестройке города по регулярному плану губернатор А.П. Мельгунов решил разобрать башню на кирпич для постройки Дома призрения ближнего. Купечество предложило Мельгунову поставить для строительства 15 тысяч штук кирпича с тем, чтобы сохранить башню со святым образом. С восточной стороны башни была построена каменная часовня, где во 2 пол. XIX века устроили храм, освященный во имя иконы Знамения Богоматери. Новый храм построен по проекту архитектора А.А. Никифорова в «древнерусском стиле». Скромное декоративное убранство, завершение - изящная золоченая главка на тонком барабане (восстановлена в 1990- гг.). Храм был приписан к Кирилло-Афанасьевскому монастырю. В 1991-2014 в нем размещалась народная киностудия "Юность". В конце 2014 храм был передан Ярославской митрополии РПЦ, первая после 80-летнего перерыва служба была здесь совершена в Рождественский сочельник 6 января 2015 года. С тех пор службы проходят регулярно.