Каменная церковь Александра Невского была сооружена во второй половине XVIII столетия, не позже 1782 года. Раньше на этом месте находился деревянный храм с колокольней, который впоследствии сгорел.
Главный престол каменного храма в 1811 году переосвятили во имя Нерукотворного Образа Господня. 15 лет спустя церковь стала бесприходской, её приписали к Кафедральному собору, прихожан — к Покровской церкви. В 1869 году храм был переосвящён в честь Александра Невского, примерно в то же время шатровую колокольню заменили шпилевидной.
В 1910 году церковь стала единственным вологодским полковым военным храмом - для 198-го Александро-Невского пехотного полка. В 1924 или 1929 годах (данные разнятся) церковь закрыли, в годы Советской власти здание использовалось в качестве общежития, лыжной базы, склада, управления «Главкинопроката», воинской части.
В 1978 году храм поставили на охрану государства как памятник архитектуры регионального значения. После реставрации здание передали областному краеведческому музею, в 1997 году — Вологодской епархии, 6 декабря состоялось освящение главного престола.
Церковь Александра Невского открыта во время богослужений с 07:00 до 20:00, в остальные дни — с 09:00 до 17:00. В выходные дни литургии начинаются в 08:00, по вечерам в пятницу и субботу богослужения начинаются в 17:00. При приходе имеются молодёжная студия «Художественное слово» и воскресная школа для детей, которые работают в здании Духовно-просветительского центра «Северная Фиваида». Неподалёку от церкви Александра Невского расположены Музей кружева и Вологодский кремль, а также памятник поэту Константину Батюшкову, уроженцу Вологды.
