Ныне действующий Собор - это сохранившаяся часть комплекса бывшего Знаменского мужского монастыря на Старом Государевом дворе. Основали обитель в 1629 году, в честь рождения наследника престола Алексея Михайловича Романова, сына Михаила Романова (зодчие Анисимов Г., Медведев Ф.Г.). После появления наследника в монастырь принесли родовую икону Романовых, которую хранили в Знаменском Соборе. Культовое сооружение представляет собой пятиглавый Собор, который построили в лучших русских традициях в два яруса. Верхний холодный храм освятили в честь иконы «Знамение». Нижний тёплый храм, изначально освящённый во имя Афанасия Афонского, позднее освятили заново во имя Сергия Радонежского. Придел нижнего храма освятили в честь Николая Чудотворца. Сгоревшие во время пожара палаты отстроили заново. Их приспособили для хранения документов и реликвий монастыря.