Еще в XVI в. за пределами Земляного города была основана Переяславская Ямская слобода. Вскоре тут появилась деревянная «церковь Иоанна Предтечи Усекновения честныя главы, по Переславской дороге, за Устретенскими вороты, в Гонной слободе» (первое упоминание — 1625 г.). В XVIII в. в связи с ликвидацией слободского уклада территория бывшей слободы была заселена представителями самых разных сословий.

В 1712 г. храм сгорел, но уже на следующий год на деньги благотворителей и прихожан был отстроен заново. Главный престол был освящен в честь иконы Божией Матери Знамение. А в 1757-1766 гг. вместо деревянного был выстроен каменный храм в формах позднего барокко.

В 1888 г. церковь перестроили: по сторонам двухсветного одноглавого четверика возвели два одинаковых придела (Усекновения главы Иоанна Предтечи и Николая Чудотворца) с гранеными апсидами, а трапезную увеличили с запада двумя дополнительными объемами и надстроили узким переходом со второго яруса колокольни на хоры. Внутри церкви, на южной стене трапезной над свечным ящиком, сохранилась памятная мраморная доска, сообщающая об этой перестройке. Здание храма приобрело современный вид. Благодаря тому, что на пристройках конца XIX в. были точно воспроизведены первоначальные барочные формы, храм не утратил своего стилистического единства, хотя и приобрел композиционную усложненность. До революции при Знаменском храме имелась богадельня и церковно-приходская школа.

После 1917 г. церковь осталась действующей. В интерьерах сохранились иконостасы 2-ой пол. XIX в. Здесь чувствуется намоленность.

В советское время сюда было передано большое количество икон и святынь из закрывавшихся московских храмов. В частности, в Знаменской церкви находится крест из разрушенной часовни у Крестовской заставы, поставленный в 1652 г. в память о встрече мощей св. Филиппа, митрополита Московского, а также деревянный крест-распятие XVIII в. из Страстного монастыря. С севера на клиросе главного храма находится икона Божией Матери Знамения с частицами мощей Святого Трифона (список XIX в. с новгородской иконы XVI в.), перенесенная из церкви Трифона в Напрудном. Еще одна святыня — икона святых Адриана и Наталии — была перенесена сюда из закрытого храма свв. Адриана и Наталии в Мещанской слободе.

На колокольне сохранились старые колокола. Сохранилась и церковная ограда, построенная в XIX в.

В 1979 г. храм был внешне отремонтирован. В 1980 г. по благословению Патриарха Тихона был освящен приставной престол во имя св. мч. Трифона. Новый престол был изготовлен из 250-летнего дуба прихожанином — столяром-краснодеревщиком В.И. Кудиновым. Несколько лет спустя был выстроен новый церковный дом. В 1997 г. освящен каменный крестильный храм во имя сщмч. Александра Хотовицкого.

Община храма окормляет районное общество слепых.

Церковь является объектом культурного наследия федерального значения и стоит на государственной охране.