Возводилась возле юго-западного угла Благовещенского собора у горы на средства ушедшего на покой в Благовещенский монастырь патриаршего ризничего Иосифа Булгакова. Представляет собой поднимающийся восьмериком храм с крытой муравленой черепицей главкой и кованым золоченым крестом, с оконными наличниками, характерными для русского барокко конца 17 в. Церковь имела одноапсидный альтарь и деревянную западную паперть. В 20-х гг. 19 в. архитектор И.Е. Ефимов при ремонте здания вместо нее в ширину галереи собора возвел каменную паперть.

После строительства в середине 19 в. нового храма в честь Алексия Митрополита (ныне планетарий) церковь переосвятили в память посетившего в 14 в. Н.Новгород Сергия Радонежского. Стала именоваться Сергиевской.