Die warme Backsteinkirche, die im südlichen Teil des Klosters liegt, wurde in den Jahren 1865-1869 erbaut. Dieses einschiffige Gebäude grenzte an den zweigeschossigen Zellenbau und hatte Kapellen, die dem Mitrophan von Woronesch und dem Theodosios von Tschernigow gewidmet waren. Die Kirche wurde spätestens in den 1920er Jahren geschlossen, ihre Kuppel wurde zerstört, und das Gebäude wird als Garage genutzt.

Südlich der Tichwiner Kathedrale kann man eine bescheidene Oktogon und den Hauptbau der warmen Kirche, die der Heiligen Dreifaltigkeit gewidmet ist, sehen. Auf der Südseite der Kirche befand sich eine Kapelle zu Ehren des Heiligen Mitrophan, des Wundertäters von Woronesch, und auf der Nordseite zu Ehren des Heiligen Theodosios, des Wundertäters von Tschernigow. Diese Kirche war ein Ort des Mönchsgebets, wo eine Atmosphäre des gottesfürchtigen und bußfertigen Gebets herrschte, erfüllt von bescheidener Freude. Hier diente jede Ecke der spirituellen Einsamkeit, und nur der Himmelskönigin und ihrem göttlichen Sohn, dem Herrn und Retter, waren die Gebete bekannt, die hier erhoben wurden. Die Dreifaltigkeitskirche war direkt mit den Zellen der Nonnen im Erdgeschoss und mit den Zellen der Äbtissin im Obergeschoss verbunden. Unten befand sich eine Werkstatt für Ikonenmalerei, in der neun Mädchen unter der Anleitung einer Nonne, die Meisterin war, ausgebildet wurden. Äbtissin Walentina schickte die Meisterin nach Petersburg, um Malerei und Ikonenprägung auf Gold zu lernen. Die Nähe der Kirche hatte einen positiven Einfluss auf das fromme Gefühl der Ikonenmalerinnen und bot manchmal einen geeigneten Ort zur Anfertigung von Ikonenkopien. Im Obergeschoss, neben den Zellen der Äbtissin, befand sich eine Werkstatt für Goldstickerei.