Теплый кирпичный храм, расположенный в южной части монастыря, был построен в 1865-1869 годах. Это однокупольное здание примыкало к двухэтажному келейному корпусу и имело приделы, посвященные Митрофанию Воронежскому и Феодосию Черниговскому. Храм был закрыт не позднее 1920-х годов, его купол был разрушен, а само здание используется как гараж.

К югу от Тихвинского собора можно увидеть скромный осмерик и главу теплого храма, посвященного Пресвятой Троице. На южной стороне храма находился придел в честь святителя Митрофана, Воронежского чудотворца, а на северной, в честь святителя Феодосия, Черниговского чудотворца. Этот храм был местом иноческой молитвы, где царила атмосфера богомысленной и покаянной молитвы, наполненной смиренной радостью. Здесь каждый уголок служил для духовного уединения, и только Царице Небесной и Ее Божественному Сыну, Господу Спасителю, были известны те молитвы, которые возносились здесь. Троицкий храм был непосредственно соединен с кельями монахинь на нижнем этаже и с игуменскими кельями на верхнем. Внизу находилась мастерская для иконописания, где девять девушек обучались под руководством монахини-мастерицы. Игумения Валентина отправляла мастерицу в Петербург для обучения живописи и иконной чеканки по золоту. Близость храма благотворно влияла на благочестивое чувство иконописиц и иногда предоставляла удобное место для создания копий икон. На верхнем этаже, рядом с кельями игумении, располагалась мастерская по золотошвейному делу.