Тёплая церковь, возведённая из белого камня в 1646 году, была перестроена в 1706 году и в последующие годы. Она располагалась юго-западнее собора и примыкала к его паперти. Это был одноглавый трёхапсидный четверик с западным притвором, который после реконструкции получил простую четырёхскатную крышу. В 1799 году в церкви был устроен второй Успенский престол, а с 1858 года, престол Варлаама и Иоасафа. Здание было снесено в 1930-х годах.