В 1841 году, во время капитальной реконструкции Благовещенского собора, была обнаружена еще одна святыня, небольшая келья святителя Гурия. Ее размеры составляли 2,89 м в ширину, 2,18 м в длину и 1,78 м в высоту, а стены были сложены из того же камня и в той же технике, что и основной четверик собора. Это указывает на то, что архипастырь обустроил келью во время строительства храма. Она находилась под изначальным Борисоглебским приделом, который был перестроен, включив старую часть в основной объем здания в южной части церкви. Архипастырь использовал это место для уединенной молитвы, как упоминается в его Житии: «Обнощное стояние присно в молитвах выну принося к Богу, во келии близ Бориса и Глеба». Также говорится, что он жил богоугодно, помогал нищим, защищал бедных, вдов и сирот, и ночами молился Богу. На восточной стене кельи сохранилась фреска XVI века с образом Спаса Нерукотворного, предположительно созданная самим святителем Гурием. Неудивительно, что к открытой келье святого сразу потянулся народ, воспринимая ее как настоящую святыню. Помещение облагородили: оштукатурили стены, сделали киот для иконы и пробили дверь с западной стороны.

В 1906 году, во время очередных ремонтных работ в соборе, над кельей построили часовню, которая сохранилась до наших дней. В советское время часовню использовали как подсобное помещение для дворника, а дверь в келью святителя Гурия заложили кирпичом, что помогло сохранить фреску Спаса Нерукотворного в неповрежденном состоянии. В наше время дверь восстановили, освободив святыню «из-под спуда».