Дата постройки последнего здания: 1688-1691   см. фотографии объектов той же эпохи

Зимняя церковь Николо-Пенского (Федоровского) прихода, стоит к северу от Федоровского собора. Одноглавый четверик с трапезной и шатровой колокольней, сооружен в 1688-1691. В 1890 с севера на средства купца С. А. Черногорова пристроен Сергиевский придел в псевдорусском стиле, над которым надстроена Никольская часовня (с 1919 - Никольский придел), с отдельным входом с улицы. Единственная из церквей в старых кварталах города, не закрывавшаяся в годы советской власти, во 2-й пол. ХХ в. главный храм епархии.

С 1940-х до 1989 кафедральный собор Ярославской епархии.