Здание часовни было построено в 1702 году, но место это было известно с XII века. По преданию, там, где сейчас стоит часовня, исцелился чудесным образом черниговский князь Михаил Всеволодович. Князь с детских лет страдал тяжелым недугом, ходил с трудом, у него плохо работали руки, недуг по описаниям был похож на детский церебральный паралич. Услышав о чудесах, которые творит в Переяславском Никитском монастыре преподобный Никита, решил поехать к нему за помощью. Подъехав к Переяславлю, князь велел разбить шатер невдалеке от монастыря и выслал вперед боярина, чтобы тот известил Никиту о его прибытии. Преподобный Никита вручил посланцу князя посох, чтобы Михаил пришел к нему в монастырь, опираясь на этот посох. Как только посох оказался у князя в руках, тот немедленно почувствовал себя лучше и смог сам дойти до монастыря, а для тяжело больного человека это немалое расстояние.
После своего чудесного исцеления князь повелел поставить на том месте, где ему вручили посох, памятный крест, на котором была указана дата события, «1186 год 16 мая». В начале XVIII века на месте памятного креста возвели кирпичную часовню. Небольшое высокое здание часовни в стиле московского барокко. Оно имеет ярусную композицию, на нижний, наиболее широкий восьмерик поставлен второй восьмерик, поменьше, а венчает их небольшой барабан с главкой. У всех восьмериков нет острых углов, все они скругленные, и очертания часовни от этого выглядят плавными. Стены часовни украшены полуколонками и скромными резными фризами. Цоколь также украшен резьбой. Внутреннее убранство часовни сильно пострадало в советское время от рук вандалов, белокаменные плиты пола вскрыты, искали клад, штукатурка местами сбита. Видны позднейшие поновления росписей, из-под которых проглядывают более старые слои краски. Напротив входа в часовню на стене была сделана надпись, «Сия часовня воздвигнута благов. Князем Михаилом Черниговским в память на сём месте егда получа от преп. Никиты столпника посох и исцеление от недуга».
В 1969 году были проведены реставрационные работы в Черниговской часовне под руководством архитектора И.Б. Пуришева. Отреставрировали кровлю, наружную резьбу, восстановили плиты пола. Сейчас часовня остается в довольно заброшенном состоянии, разрушается. Она стоит посреди городского кладбища и сильно заросла деревьями. Её нелегко не только рассмотреть, но даже и найти среди лабиринта кладбищенских оград и крестов, особенно летом, когда деревья покрыты густой листвой. Зимой часовню при некотором усилии можно даже рассмотреть с трассы.
