Этот храм был построен в 1794 году на средства прихожан. 13 января 1795 года здесь освятили главный престол, в 1796 и 1798 годах — правый и левый приделы. Иконостасы выполнил местный резчик А.С. Ломакин.
Первые 40 лет здесь проходили соборные богослужения, поскольку соседний Воскресенский собор разрушался, а в 1814-1832 годах был перестроен. В 1860-х годах в церкви появился новый иконостас, изготовленный арзамасскими мастерами братьями Митряшевыми и Р.Е. Барабановым. В 1873 году вокруг церкви разбили сквер, который сохранился до сих пор. Пристройку с западной стороны сделали в 1885 году.
В 1935 году церковь Живоначального источника Пресвятой Богородицы закрыли, после её приспособили под общежитие для заключённых, занимавшихся строительными работами по линии НКВД. В 1937-1944 годах здесь находился спортивный зал, после чего храм снова открыли. В 1990-х годах на средства арзамасских предприятий возле церкви построили крестильню. В 2007 году здание передали в безвозмездное пользование Нижегородской епархии.
\
\
