После кончины преподобного Серафима саровский послушник Иван Тихонович Толстошеев, вопреки благословению преподобного, выхлопотал строительство Тихвинской церкви внутри Святой Канавки. Для её строительство был использованы строительные материалы, заготовленные для Троицкого собора. Церковь освящена 17 июня 1847 года. Главный придел в честь Тихвинской Божьей Матери, правый придел — во имя Архангела Михаила и Сил Небесных, а левый — во имя Всех Святых. В нижнем этаже была устроена церковь в честь иконы «Утоли мои печали», которую освятили 13 июня 1850 года. Храм был небольшим, но теплым. Служили в нем обычно в зимнее время, а в летнее там проводилась лишь ранняя литургия.
После закрытия монастыря в 1927 году в здании Тихвинской церкви устроили паровую мельницу, которая спустя год сгорела. В 1962 году на месте сгоревшей Тихвинской церкви построили столовую школы-интерната.
В 2012 году на месте Тихвинской церкви было начато строительство Благовещенского собора. При копке фундамента строители обнаружили памятную закладную плиту Тихвинской церкви.