При Иване Грозном, кроме Успенского собора, был выстроен второй каменный храм в честь преподобных Антония и Феодосия Печерских. Возводила ее артель во главе с мастером «Гавриилом Дмитриевым сыном Маковым, тверитином». Не простояв и ста лет, в 1677 году этот храм обрушился по ветхости, а затем был восстановлен с некоторыми изменениями первоначального облика. Даже такое событие, как разрушение церкви, монастырские летописцы использовали для прославлении чудес знаменитой иконы: «В 185 (1677), ноября в 20 день, теплая каменная церковь преподобных отцов Антония и Феодосия Печерских разрушилась, но царские двери и святые иконы найдены в алтаре нисколько не поврежденными». Вся церковь была расписана на сюжет чудес иконы Свенской Божьей Матери, потому и сам храм именовался церковью Свенской Божьей Матери.

В одном из описаний говорилось: «…церковь Антония и Феодосия Печерских чудотворцев каменная же с трапезою; а в трапезе печь израсчатая, зеленая, да у той же церкви приделана подкеларская, а под церковью и под трапезою два погреба, да хлебня. Церковь и трапеза покрыты тесом, а на церкви одна глава покрыта белым железом. Кроме иконописания, особых дорогих украшений в этой церкви не было».

Первоначальный план церкви представлял сосбой прямоугольник с полукружной в грань алтарной абсидой, папертью с ризницей на западе и трапезной на востоке. Интересно, что вопреки общему правилу древние зодчие построили алтарную часть храма не на восток, а на юг. В его архитектуре отразились формы московско-суздальского зодчества. Особенно характерна в этом отношении главка с изящным декором барабана. До XIX столетия церковь выполняла роль монастырской трапезной, а позднее, когда была возведена отдельная трапезная, — роль теплого храма, в котором была старинная изразцовая печь.

В 1681 году, через четыре года после разрушения, церковь Антония и Феодосия удалось восстановить. В 1806-1807 гг. были сделаны пристройки к трапезной и расширенны ее оконные проемы, 1817 году тесовая кровля замена железной, а в 1832 году прежний вход переделан в ризницу и с севера пристроена паперть. Все эти переделки значительно изменили облик храма.

Церковь Антония и Феодосия, бесстолпная, одноглавая, скромная и даже суровая по своему облику, украшалась декоративным барабаном, а поверхность купола окаймлена килевидной аркатурой. Своеобразным был декор наличников окон второго этажа, а верхняя часть основного нефа обработана заковарами. Она была сооружена из кирпича, на бутовых фундаментах, а позднее в XIX веке оштукатурена.

Как и Успенский собор она была разрушена в 1928 году. Сохранились лишь часть подклети и стен. Реставраторы разобрали и очистили руины и сейчас, изучая сохранившиеся элементы, можно узнать немало интересного об особенностях древнего строительства. Восстановлена церковь Антония и Феодосия Печерских к 2012 году.