Знаменский монастырь возник в 1631 году на земле старинной усадьбы Романовых. Отсюда и название монастыря — на «старом государевом дворе»; Изначально Знаменской была домовая церкви романовской усадьбы. Собор был выстроен костромскими мастерами в середине XVII века после того, как старый пришел в негодность. В храме хранилась родовая икона Романовых — Знамения Божией Матери Новгородской. Сохранившаяся колокольня служила главным въездом в монастырь. После реставрации 1960-х годов собор передали обществу охраны памятников, устраивались встречи и лекции по истории города.