В 1880 году в Хвалынске на средства местных купцов Назария Савинова и Якова Хренова была возведена каменная церковь с железной крышей при тюремном замке. Она имела один престол, посвящённый Пресвятой Богородице, в честь её иконы «Живоносный Источник». Тюрьма располагалась на пересечении улиц Острожной и Большой Репьевской. В 1893 году тюрьму перенесли на другое место, и церковь вместе с остальными тюремными зданиями перешла под управление города. С этого момента у церкви не было ни причта, ни прихода. 5 декабря 1903 года, благодаря усилиям епископа Гермогена, в Хвалынске на месте бывшей тюрьмы было основано Троицкое подворье саратовского Спасо-Преображенского монастыря. Бывшая тюремная церковь и другие постройки отошли подворью. В трех верстах от города при монастыре был устроен скит с церковью в честь преподобного Сергия Радонежского. Через пять лет подворье стало самостоятельным Свято-Троицким монастырем, а улица Острожная, где он находился, была переименована в Монастырскую.

В начале 1920-х годов членом церковного совета монастыря стал Александр Оттонович граф Медем, который многое сделал для поддержания порядка в обители. В здании церкви разместился клуб Хвалынского сельскохозяйственного техникума. В 1960-1970-е годы здание бывшей церкви было реконструировано: его разделили на два этажа и убрали часть внешнего декора. Из монастырского комплекса сохранились жилые корпуса и перестроенное здание церкви.