В центре архитектурного ансамбля Спасо-Преображенского монастыря находится трехэтажный братский корпус, возведенный в 1891 году. В юго-восточной его части размещен домовый храм Херсонесских Священномучеников.

Церковь Херсонесских Священномучеников была обустроена в здании братского корпуса в начале XX века и торжественно освящена в 1911 году. Она функционировала чуть более десяти лет, пока в 1923 году не была закрыта с приходом советской власти. Богослужения в храме возобновились лишь в начале XXI века. В 2006 году на храме установили новую главу, и он был отреставрирован.