Die heute existierende Znamenskirche wurde in den 1890er Jahren erbaut, ist jedoch nicht das erste Gebäude an diesem Ort. Bereits 1736 wurde auf Bitte des Abtes Iona und auf Anordnung des Erzbischofs Joakim eine Kapelle an den Wlassjewski-Turm des Afanassij-Klosters angefügt. Dieser Turm diente als Festungstor der Erdzählstadt, und an seiner östlichen Fassade war das Bild der Gottesmutter Znameni abgebildet, während an der westlichen das Bild des Erlösers, das der Überlieferung nach eine Kopie des Bildes am Spasski-Turm des Moskauer Kremls war. Das Bild der Gottesmutter symbolisierte den himmlischen Schutz der Stadt. Ursprünglich führte eine Holztreppe zu ihm, später wurde eine Holzkapelle angebaut, die der Wlassjewski-Kirche gehörte. 1736, aufgrund von Geldmangel des Wlassjewski-Klosters, ordnete Erzbischof Joakim an, dass die Messen vor dem Bild von Mönchen des Afanassij-Klosters gehalten werden sollten, und die Spenden in dessen Nutzen geleitet werden sollten.

1779 wurde die Holzkapelle durch eine Steinkapelle ersetzt, doch 1785 beschloss der Generalgouverneur A.P. Melgunow, den Znamenski-Turm abzureißen, um das Ziegelmaterial für den Bau des Hauses der Nächstenliebe zu verwenden. Dank des Eingreifens des Stadtoberhaupts Andrei Barsov, der dem Gouverneur 15.000 Ziegel anbot, konnte der Turm jedoch erhalten bleiben. Kurz darauf sah die Frau des Gouverneurs, die erkrankt war, im Traum das Bild der Gottesmutter, das ihre Genesung voraussagte, unter der Bedingung, dass der Turm erhalten bleibt.

1850 wurde die Steinkapelle erweitert und mit Malerei geschmückt. 1861 wurde mit Mitteln von A.I. Olovjanischnikov eine Steinkirche im Namen der Ikone der Gottesmutter Znameni erbaut. In den 1890er Jahren wurde die Kirche dank der Bemühungen von Bischof Ioannikij und Architekt A.A. Nikiforov umgebaut und erweitert. Am 18. Mai 1897 fand ihre feierliche Weihe statt. Das Bild des Erlösers an der westlichen Fassade des Turms wurde ebenfalls verehrt, und jährlich am 1. August fand vor ihm ein Gottesdienst statt.

Kurz vor der Oktoberrevolution wurde in der Kirche ein Altar zu Ehren von Anna von Kashinsk erwähnt, der in den Bestandsverzeichnissen der 1920er Jahre aufgeführt ist. Dies wurde wahrscheinlich vom Archimandriten Kornilij initiiert.

In den 1930er Jahren, als die örtlichen Behörden planten, die Kirche abzureißen, wandte sich Bischof Sofonij an die Hauptwissenschaft mit der Bitte, das Bild der Gottesmutter Znameni als archäologische Kostbarkeit zu erhalten. Nach einer Besichtigung wurde das Fresko jedoch als nebensächlich erachtet und bald darauf zerstört. Die Znamenskirche wurde am 8. März 1932 geschlossen, und ihr Eigentum wurde an die Kirche der Freitag auf dem Tugovaya-Berg übertragen.

In den 1990er Jahren wurde der Kopf der Kirche wiederhergestellt, und im Gebäude wurde das Filmstudio „Junost“ untergebracht. 2001 schlug Erzbischof Michai vor, in Jaroslawl ein orthodoxes Kulturzentrum zu gründen und die Kirche der Gemeinde zurückzugeben, doch die Frage zog sich aufgrund des Fehlens von Räumlichkeiten für das Filmstudio hin. Erst dreizehn Jahre später, im Jahr 2015, wurde die Kirche an das Jaroslawler Bistum zurückgegeben, und am 6. Januar fand der erste Gottesdienst nach 80 Jahren Pause statt.