Каменный храм во имя Пресвятой Богородицы заложили в середине XVIII века рядом со старой деревянной церковью в южной части города «на конце посада за логом», вдоль дороги на Иркутск. Средства пожертвовал купец 1-й гильдии Дмитрий Барабанов. Освящение состоялось в 1773 году.

В 1773 году в южной части города, рядом с деревянной, была построена каменная Богородская церковь с двумя пределами, представляющая типичный провинциальный образец поздней барочной архитектуры. Приземистый четверик главного объема органично переходит в восьмерик, завершенный низким куполом с небольшой главкой.

Древний характер архитектурного вида храма явно не совпадал с западной частью церкви, включающей трапезную с двумя пределами и колокольню. Дело в том, что что эта часть церкви была разобрана и достроена уже в стиле классицизма при архиепископе Иннокентии (Вениаминове) в 60-е гг. XIX века на средства купцов Чепаловой, Максимова, Павлова.

В древнем своём виде Богородицкий храм представлял собой небольшое двухъярусное сооружение с кирпичным сводом и восьмигранным куполом. На нижнем, квадратном, основании стоял верхний объём – восьмигранный, как это свойственно стилю «нарышкинского» барокко.

В здании каменного храма в годы советской власти были размещены сначала лаборатория по испытанию строительных материалов Наркомместпрома, геологические фонды и постоянная геологическая выставка-музей. А в 1953-м там начала работать Станция космических лучей. В 1962-м здание полностью занял Институт космофизических исследований и аэрономии Якутского филиала Сибирского отделения Академии наук СССР. Кроме того, в стенах церкви хранилась часть фонда научной библиотеки ЯФ СО АН.

Лишь в 1997 году Богородицкий храм передали Якутской епархии.

К ноябрю 2009 года внешний облик церкви удалось восстановить, а в декабре, в одном из боковых приделов, состоялось первое богослужение.