Каменный храм во имя Пресвятой Богородицы заложили в середине XVIII века рядом со старой деревянной церковью в южной части города «на конце посада за логом», вдоль дороги на Иркутск. Средства пожертвовал купец 1-й гильдии Дмитрий Барабанов. Освящение состоялось в 1773 году. Обе церкви имели богатую утварь. Известно, например, что иконостас деревянной включал большую по размерам икону «Страшный суд».
В древнем своём виде Богородицкий храм представлял собой небольшое двухъярусное сооружение с кирпичным сводом и восьмигранным куполом. На нижнем, квадратном, основании стоял верхний объём – восьмигранный, как это свойственно стилю «нарышкинского» барокко. Обращало на себя внимание декоративное убранство фасада. Особенно хороши были наличники окон нижнего яруса, украшенные великолепными килевидными кокошниками. Древние каменщики обладали высоким мастерством и выкладывали, используя целый набор фигурных кирпичей, не только стены и своды, но и мельчайшие детали узоров. Предполагается, что храм был «сработан московскими мастерами в кирпичном стиле» и первоначально не покрывался штукатуркой.
В 1862 году по поручению архиепископа Иннокентия Вениаминова Богородицкую церковь значительно расширили. С западной стороны к зданию пристроили довольно узкую трапезную часть с северным и южным приделами, внутреннее пространство которых соединялось широкими арочными проёмами. Завершала композицию массивная трёхъярусная колокольня с высоким шпилем. Декор фасадов этой части отличался лаконизмом и едва заметной пластикой. Перестройку осуществили на средства вдовы Анны Чепаловой. Во время осады Якутска белогвардейскими частями в 1922 году горожане разрушили деревянную Богородицкую церковь и пустили её на топливо.
В здании каменного храма в годы советской власти были размещены сначала лаборатория по испытанию строительных материалов Наркомместпрома, геологические фонды и постоянная геологическая выставка-музей. А в 1953 году там начала работать Станция космических лучей. В 1962 году здание полностью занял Институт космофизических исследований и аэрономии Якутского филиала Сибирского отделения Академии наук СССР. Кроме того, в стенах церкви хранилась часть фонда научной библиотеки ЯФ СО АН.
В 1997 году Богородицкий храм передали Якутской епархии. Но только в конце мая 2004 года лаборатории ИКФИА освободили все занимаемые помещения. По благословению владыки Зосимы каждое воскресение в разрушенном здании протоиерей Михаил Павлов с верующими горожанами читал акафист Божией Матери. К ноябрю 2009 года внешний облик церкви удалось практически восстановить, а в декабре в одном из боковых приделов состоялось первое богослужение. В центральном её приделе планируется установить уцелевший иконостас из Иоанно-Предтеченского храма, находящийся на реставрации в художественных мастерских Нижнего Новгорода. Там же были изготовлены два золочённых резных иконостаса с живописными иконами для боковых приделов, их епископ Роман освятил 14 октября 2013 года. Кстати, вспомним о церкви, поделившейся с Богородицкой своим иконостасом. Теперь редкий житель Якутска покажет вам место, где она стояла. Сейчас там находится гостиница «Полярная звезда».