Находится в Мукомольном переулке, бывшем Петромитрополитском, на территории закрытого мукомольного завода № 1.
Построена в 1657 году на средства купца Ефрема Лифантьева. Главный престол был освящён в честь Собора Божией Матери, на правой стороне алтаря был устроен холодный придел Андрея Первозванного, на левой теплый во имя Св. Петра, митрополита Московского.
В XVII веке Петромитрополитская церковь играла роль одной из основных высотных точек в низкой застройке левого берега Которосли между храмами Богоявления и Николы Мокрого. Это был первый по времени постройки каменный храм в большой и многолюдной Спасской ремесленной слободе Ярославля. Прихожанином церкви в 70−80-х годах XVIII века был первый ярославский генерал-губернатор Алексей Петрович Мельгунов.
Первоначально сильно растянутый в поперечнике четверик храма завершался двумя каменными шатрами. Четверик был перекрыт тяжелым корытчатым сводом, опиравшимся на мощные стены толщиной до 2 м. Фундамент церкви со стороны Которосли был выложен из крупных валунов. К четверику примыкала обширная трапеза на четырех опорных столпах. К северному нефу, более широкому по сравнению с остальными, примыкала шатровая колокольня, а с западной стороны в трапезную вело высокое крыльцо.
Декоративное убранство храма было чрезвычайно скромно. Углы основного четверика были обработаны лопатками, в верхней его части проходил узкий поясок поребрика и четыре ряда выпущенной кладки. Окна не имели наличников. Над верхними окнами находились небольшие ниши прямоугольной формы, в которых помещались иконные изображения, «Собор Богородицы» на южной стене и «Ярославские святые» на северной стене. Внутри храма в стенах и сводах было сделано 15 голосниковых отверстий, сближавших Петромитрополитскую церковь с храмами Ростова. Архитектура храма претерпела в XVIII — XIX веках значительные изменения.
С 13 июня 1760 года по 30 июня 1761года, стены храма были украшены фресковой живописью. В работе над росписями принимали участие 7 ярославских мастеров, Афанасий Андреев Шустов, Михаил Алексеев Сопляков, Федор Илларионов Пототуев, Иван Никитин Горин, Федор Иванов Горин, Иван Степанов Сарафанников и Устим Никифоров Кружевников. В центре храмового свода в кругу находилось изображение Новозаветной Троицы, сцен Благовещения и Поклонения волхвов, на склонах двунадесятых праздников, пророков и Богоматери «Знамение». Стены были разделены на три яруса. В верхнем помещались евангельские сцены и притчи, нижний был посвящен Страстям Христовым. Над западным порталом была изображена Божия Матерь Владимирская, поддерживаемая ангелами, к югу от западного портала были размещены апокрифические картины, «Бегство в Египет», «Спасение Богородицы под смоковницей» и «Падение идолов», к северу от центрального портала сцены из жития митрополита Петра. В центральном алтаре на восточной части свода находился сюжет «Христос ты еси иерей во веки» с предстоящими и святителями, на западной половине свода «Семь таинств», в жертвеннике на восточной части свода «Проскомидия», первая часть православной службы, когда священнослужители готовят хлеб и вино для причастия, на северном и южном сводах сцены смерти праведника, душу которого принимают ангелы, в диаконнике на восточной части свода «Коронование Богоматери», на западной сцены из жития Андрея Первозванного. Настенная живопись Петромитрополитской церкви дважды подвергалась поновлению в 1840-х годах и реставратором Кузнецовым в 1900-х годах. В 1918 грду церковь пострадала во время артиллерийского обстрела города. В 1929 году здание было подготовлено к сносу, были разобраны трапезная, колокольня и крыльцо. Художник-реставратор Н.И. Брягин снял церковные фрески по методу, разработанному И.А. Тихомировыми лепщиком П. Н. Догадушкиным. Часть фресок была продана за границу, некоторые хранятся в фондах ГРМ Санкт-Петербурга и ЯМЗ. Дата закрытия храма неизвестна.
