Над западными святыми вратами монастыря, обращенными к реке Серой, расположена церковь святого великомученика Феодора Стратилата. Храм был освящен в честь небесного покровителя ктитора монастыря, царя Федора Алексеевича, и построен в последний год его жизни. Об этом свидетельствовала надпись в иконостасе над образом Спасителя: «Небесный Царю, Благоверного царя нашего и Великого князя Федора Алексеевича укрепи, веру утверди, мир умири и святую обитель сию добре сохрани». Первый антиминс храма, присланный из Москвы, был освящен 15 мая 1682 года после кончины царя. Не дожил до освящения и строитель храма, старец Корнилий. В его память на южной диаконской двери был изображен образ мученика архидиакона Евпла, в день памяти которого скончался отец Корнилий.

Храм, расположенный над святыми воротами, является частью западного прясла кирпичной ограды монастыря. Центральная часть храма выделяется высоким объемом по сравнению с северным и южным притворами, каждый из которых увенчан барабаном с главкой и крестом. Восточный фасад, обращенный к монастырю, украшен окнами с пламенеющими наличниками и ярусом закомар. Западный фасад, обращенный к реке, имеет узкие высокие окна-бойницы и украшен легким аркатурным поясом, характерным для архитектуры Владимиро-Суздальской Руси. В интерьере каждая часть храма перекрыта сводами с металлическими связями, центральная часть возвышается на две ступени, а пол был кирпичным. У святых врат с запада была устроена белокаменная площадка. В центральной арке находились створчатые деревянные ворота с росписями: «образ Господа Вседержителя с предстоящими Божией Материю и Иоанном Предтечей и апостолы, на вратех росписаны живописью страшной суд, а по правую и по левую стороны стенах написаны архангелы Михаил и Гавриил», согласно описи 1764 года. В боковых арках были две проходные калитки. В начале XIX века южную арку, где также находилась лестница в храм, заложили, храм укрепили контрфорсами, заменили тесовую крышу на железную, а слюдяные окна на стеклянные. У входа в храм, в углублении ограды, с XVII века находилась чудотворная Казанская икона Божией Матери с неугасимой лампадой. В 1923 году храм был закрыт, но в 1992 году, с возрождением монастыря, возвращен обители. После реставрации и установки нового иконостаса в 1993 году церковь была заново освящена. Теперь в ней проходят ночные Литургии, исповеди и пострижения монашествующих. Рядом с вратами была построена каменная приворотенная келья, известная как «караульная палатка». Некоторое время в ней жил преподобный Корнилий, который затем переселился в дом за стенами монастыря, но продолжал приходить сюда для общения с сестрами. Позднее в келье жили монахини-привратницы. Сейчас келья преподобного Корнилия восстановлена, и при входе размещена небольшая экспозиция по истории монастыря.