На востоке от Троицкого собора находится Покровская шатровая церковь. Основой здания стал небольшой домовый великокняжеский Троицкий храм на высоком подклете с глубокими сводчатыми подвалами. Как и все храмы Александровской слободы начала XVI века, он выстроен из кирпича и белого камня. Интересный в архитектурном исполнении приземистый кирпичный шатер, который считают прообразом всех последующих шатровых храмов, был покрыт черепицей. Алтарь церкви и шатер в 70-е годы XVI века, расписали, замечательные фрески частично сохранились до наших дней. Белокаменные порталы при входе украшала изящная резьба. К храму примыкали дворцовые палаты с подвалами. В 1680 году, когда приходская Троицкая церковь осталась без священнослужителей, богослужение в ней не совершалось. По указанию Царя Феодора Алексеевича благословением Патриарха Иоакима она была передана в ведение Успенского девичья монастыря с повелением расширить алтарь, построить придел во имя великомученика Феодора Стратилата и теплую трапезную. В 1680-1681 годах велись большие строительные работы, как во всем монастыре, так и в Троицкой церкви, средства на которые не менее 700 рублей были пожалованы Царем «из своей Государевой казны». Работами в Александровой слободе руководили присланные из Москвы подьячие Андрей Григорьев и Федор Дмитриев, трубники Большого дворца Сергей Лавров, Назар Кайдашев, Борис Болдырев и Даниил Востриков, Иван Стромилов, Леонтий Крылов и Василий Харитонов, Михаил и Денис Шатковы. С июня 1681 года «по Государеву велению велено строением Успенского девича монастыря ведать» дьяку Семену Кудрявцеву, находящемуся в Троице-Сергиевом монастыре».
Множество «мастеровых людей» было занято на строительстве, работали каменщики и плотники из Москвы, Троицкого Сергиева монастыря, Ярославля, Суздаля, переславских, юрьевских, владимирских, суздальских и ростовских дворцовых сел, кузнецы Александровой слободы. Посадские Александровские люди и окрестные жители ломали белый, бутовой и дикий камень «из бугров», оставшихся от старых дворцовых построек, «творили» известь, делали кирпич. К трапезной части храма были пристроены белокаменные лестницы с крыльцами, с юга «всхожее» шатровое крыльцо, с севера крыльцо с проходными сенями, и третье с запада под колокольней. Кровли до начала XIX века были покрыты тесом, в окна вставлены слюдяные «окончины», а на 1 этаж кованые решетки. Три дубовых креста на церкви были обиты железом. Пол в трапезной части церкви вымостили дубовым кирпичом и натерли воском. Для отопления сложили три украшенные белыми и зелеными изразцами печи.
С запада пристроили характерную для XVII века каменную колокольню, четырехъярусный четверик, над ним восьмигранник звона с шатровым верхом. На колокольне были размещены 9 колоколов и часы, которые назвали «боевыми русскими железными часами», с исчислением времени по восходу и заходу солнца. При колокольне находилась келья для монахинь-часовщиц, следивших за ходом часов. В нижнем этаже под церковью были устроены трапезная, поварня и хлебная, а также кельи для работавших в них монахинь.
После перестройки 1682 года, церковь переосвятили в честь Покрова Пресвятой Богородицы. В построенном приделе разместилась ризница, т.к. в честь великомученика Феодора Стратилата был освящен отдельный, надвратный храм. Архимандрит Леонид Кавелин, составивший описание Успенского монастыря в конце 80-х годов XIX века, писал, что Покровская церковь «служит зимнею церковью для ежедневных служб многочисленным обитательницам монастыря, будучи по устройству своей обширной трапезы удобною для стояния в ней стариц». В это время для удобства пожилой игумении и монахинь был сооружен деревянный крытый переход, соединивший с Покровской церковью игуменский дом.
Неоднократно с XVIII века до начала ХХ векв в Покровской церкви производились ремонтные работы, обновлялись иконостасы. В 60-е годы XIX века стены трапезной части храма были украшены живописью. В марте 1922 года были изъяты драгоценные оклады и ризы с икон «для помощи голодающим», в апреле наиболее ценные ризы, басменные рамки и сами иконы XVII века-начала XVIII века, в фонды музея. Вместе с другими храмами монастыря Покровская церковь была закрыта в начале 1923 года. В настоящее время в храме находится постоянная экспозиция музея «Александровская Слобода».
