Издревле в монастыре существовала деревянная Троицкая церковь, исследователи предполагают, что она, возможно, пострадала во время пожара 3 сентября 1647 года, когда выгорела большая часть Переяславля Рязанского, каменный храм с приделом свт. Алексия Московского был сооружен в 1685 году. После закрытия монастыря в 1919 году храм продолжал действовать в качестве приходской церкви. С 1929 года здание храма использовалось «под ссыпку и хранение хлебных продуктов». В 1950-х годах в зданиях церкви, колокольне и северной башни устроены мастерские местного завода автомобильной аппаратуры.
Был освящен 16 июня 2000 года. Храм кирпичный, оштукатуренный и покрыт железом. Сооружен в формах русского барокко и принадлежит к типу «восьмерик на четверике». Переход от основания к восьмерику был осуществлен с помощью ступенчатых тромпов. Композиция здания предельно проста, основной продольный объем, состоящий из трехсветного храма и двухсветных трапезной и алтаря. Световой восьмерик увенчан восьмидольным куполом, завершавшимся глухим граненым фонарем с луковичной главкой. В советское время к зданию с западной и северной стороны пристроены заводские корпуса, сильно исказившие внешний и внутренний облик храма.
