Находится в Мукомольном переулке (бывш. Петромитрополитский), на территории закрытого мукомольного завода № 1. Построена в 1657 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 в. 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 г.г. XVIII в. 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 в.в. значительные изменения.
С 13 июня 1760 г. по 30 июня 1761 г. 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 г.г. и реставратором Кузнецовым в 1900-х г.г.
В 1918 г. церковь пострадала во время артиллерийского обстрела города. В 1929 г. здание было подготовлено к сносу: были разобраны трапезная, колокольня и крыльцо. Художник-реставратор Н.И. Брягин снял церковные фрески по методу, разработанному И.А. Тихомировым и лепщиком П.Н. Догадушкиным. Часть фресок была продана за границу, некоторые хранятся в фондах ГРМ (Санкт-Петербург) и ЯМЗ. Дата закрытия храма неизвестна.
Преображенский Г. Монастыри и храмы г. Ярославля, их святыни и древности. – Ярославль, 1901; Добровольская Э., Гнедовский Б. Ярославль. Тутаев. – М.: Искусство, 1981; Маров В.Ф. Ярославль: архитектура и градостроительство. – Ярославль: Верхняя Волга, 2000; Рутман Т.А. Храмы и святыни Ярославля. – Ярославль: Изд. А. Рутман, 2005.
