Построен в конце XVII — начале XVIII века. Главный престол в честь Нерукотворного Образа Спасителя.
Деревянный храм во имя Нерукотворного Образа Спасителя был построен в середине XVI века после посещения монастыря Иоанном Грозным. В числе подарков, сделанных царем в благодарность за исцеление у Толгской иконы, был Нерукотворный Образ Спасителя. Эта икона стала святыней монастыря и почиталась как чудотворная.
Небольшой, одноэтажный каменный храм во имя Нерукотворного Образа Спасителя поставили в 1710-х годах. В убранстве его фасадов использовали лепнину и скульптурные элементы. Купол храма увенчан девятью главами, одной большой и восьмью маленькими. Первоначально на южной стороне храма был устроен придел в честь Воскрешения праведного Лазаря. В 1793 году он был упразднен по ветхости, а в 1798 году усердием графа А. И. Остермана возобновлен и освящен в честь святителя Димитрия Ростовского.
К церкви с западной стороны был пристроен двухэтажный корпус, который называли больничным, в нем с 1757 года жили нуждающиеся в уходе отставные офицеры. В 1798 году здесь разместилась монастырская больница.
В 1806 году в Спасском храме расположились классы Ярославской духовной семинарии, а позднее уездно-приходского училища. В 1836 году обветшавший больничный корпус вернули монастырю. При ремонте здания второй этаж был разобран. В 1880 году Спасский храм реконструировали, пристроили к нему новое крыльцо. С 1888 года здесь находились подсобные службы, трапезная, кухня, посудная, хлебопекарня. В 1911 году в храме был произведен ремонт, стены покрашены масляной краской, каменные полы заменены деревянными, купола покрыты алюминием. В церковь вели два входа, парадный и обыденный, со стороны больничных палат.
На стене бывшего больничного корпуса висят мемориальные доски, напоминающие о тех, кто нашел под трапезной храма последний приют. Захоронение в монастыре всегда было привилегией людей, жизнь которых отмечена духовными подвигами и беззаветным служением Отечеству. Особенного внимания здесь заслуживают имена Н. А. Тучкова и А. П. Мельгунова.
В советское время в Спасской церкви находился детский сад.
В 1959 году специалисты «Ярреставрации», выполнявшие чертежи храма, констатировали, что он находится «в крайне аварийном состоянии». По основному объему здания шли сквозные трещины. В 1960-х годах силами специалистов «Ярреставрации» были проведены восстановительные работы, позволившие предотвратить его разрушение. В 1985 году по заказу управления культуры был сделан проект приспособления Спасского корпуса под павильон для отдыха с каминным залом, гостиной, кинозалом, но осуществиться ему было не суждено.
Реставрация храма началась сразу после передачи монастыря Русской Православной Церкви. В 1988 году Спасская церковь освящена архиепископом Ярославским и Ростовским Платоном. Первый иконостас храм простоял до 1988 года. Иконы для него писала православная художница И. В. Ватагина из Москвы. В 1998 году по проекту монахини Тихоны Поспеловой изготовлен новый иконостас. Позолоты иконостаса, резные киоты и стенные росписи выполнили сестры обители. Реставрационные работы были закончены к 1999 году.
