24 июня 1754 г. в Барнауле была освящена только что построенная церковь во имя святых и праведных Захария и Елисаветы. Кроме горожан, к приходу церкви были приписаны жители 11 деревень. Уже к 1772 г. здание церкви обветшало. Были собраны средства, и в 1778 г. построена новая деревянная церковь по проекту И.И. Черницына, ученика И.И. Ползунова.
В 1844 г. архитектор Турский представил на рассмотрение Томской губернской строительной комиссии архитектурный план и чертежи новой каменной трехпрестольной церкви во имя святых Захария и Елисаветы, предполагаемой к строительству вместо обветшавшего храма. Но этот проект храма не был претворен в жизнь. Только в августе 1852 г. по прошеию барнаульских мещан Василия Мушникова, Алексея Суслонова и крестьянина Степана Левягина, доверенных Барнаульской церкви, была получена грамота от епископа Томского и Енисейского Афанасия на сооружение новой каменной церкви с приделами во имя иконы Знамения Божией Матери, святых и праведных Захария и Елисаветы и святителя Николая Чудотворца, архиепископа Мирликийского.
Закладка храма состоялась в 1853 г. С этого времени староста церкви Василий Степанович Мушников шлет прошения от имени прихожан «ко многим архипастырям» с пожеланиями иметь списки с чудотворных икон Божией Матери. Все, к кому обратился староста, откликнулись на просьбы и прислали в Барнаул списки с чудотворных икон. Окончательный проект новой каменной церкви был утвержден в 1856 г. В 1858 г. на доброхотные подаяния верующих был построен величественный храм с трехъярусной колокольней с 12 колоколами. Церковь стала украшением Сенной площади города.
В 1916 г. при Знаменской церкви построили и освятили каменную часовню в память 300-летия царствования дома Романовых. Внешний вид этой часовни взят за основу при проектировании уже в наше время храма святого царевича Алексия при краевой клинической больнице.
27 октября 1918 г. прихожане Знаменской церкви, выслушав доклад священника Иоанна Шорина, постановили: вносить ежегодно каждому «18 рублей на дела церковной благотворительности, религиозно-нравственного просвещения и другие дела спасения ближнего». Но новой власти было не до нравственного воспитания. В 1922 г. под видом помощи голодающим Поволжья начинается кампания по изъятию церковных ценностей.
В 1933 г. в город прибыл архиепископ Иаков (Маскаев). После концлагеря он был выслан в Сибирь, где и прошли последние дни его исповеднического пути. В Знаменском кафедральном соборе архиепископ Иаков нес свое архипастырское служение. На Пасху в Знаменский храм приходили не только горожане, но и люди из пригорода, чтобы получить благословение владыки. В последнее время перед арестом архиепископ Иаков служил каждый день. И ежедневно пешком, в полном облачении, с архиерейским посохом, ходил в храм — служил, проповедовал. Силы уже оставляли владыку, по пути он делал несколько остановок, чтобы передохнуть, и следовал дальше, опираясь на посох. В октябре 1936 г. он был арестован, а 29 июля 1937 г. - расстрелян. В марте 1938 г. было сфабриковано дело об убийстве сторожа при Знаменской церкви, по которому «раскрыто» дело одной из групп «контрреволюционно-монархической повстанческой организации».
7 декабря 1938 г. подписана смета на переоборудование церкви и в здании сначала разместился архив НКВД, затем Барнаульское архивное бюро, а позже его переименовали в Государственный архив Алтайского края. Решением крайисполкома от 11 апреля 1939 г. церковь была закрыта. В том же году снесли купол, разбили колокольню. В здании устроили второй этаж.
Дементий Паротиков в книге «Барнаул в воспоминаниях старожилов» (научный руководитель проекта – профессор Лидия Дмитриева) рассказывает, как он стал свидетелем того, как со Знаменского «сдёргивали» крест: Закладка храма состоялась в 1853 г. С этого времени староста церкви Василий Степанович Мушников шлет прошения от имени прихожан «ко многим архипастырям» с пожеланиями иметь списки с чудотворных икон Божией Матери. Все, к кому обратился староста, откликнулись на просьбы и прислали в Барнаул списки с чудотворных икон...
В 1960-е г.г к церкви были сделаны пристройки. Благодаря тому что в храме был размещен архив, сохранились многие церковные документы, причем не только по Барнаулу и Барнаульскому благочинию.
В конце 1992 г. храм иконы Знамения был возвращен православной церкви. К тому времени от храма остались только стены, изувеченные пристройками. Не было даже пола, отошла штукатурка, зияли проломы конструкций. По благословению епископа Новосибирского и Барнаульского Тихона настоятелем храма был назначен протоиерей Михаил Капранов. Под его руководством началось восстановление разрушенной святыни. В пристройках начали проводить богослужения.
10 декабря 1993 г. был отслужен акафист иконе Божией Матери «Знамение» и начались работы по строительству Иоанно-Кронштадтского придела, где была устроена купель для совершения таинства крещения.
С февраля 1994 г. богослужения в храме стали проводиться регулярно. При Знаменском храме, распоряжением правящего архиерея был образован женский монастырь, первой настоятельницей которого стала монахиня Глафира (в миру Галина Викторовна Любицкая). Через два года молитвами и трудами первых сестер монастыря - ныне покойной схимонахини Филареты, схимонахини Георгии, схимонахини Гавриилы и других - был восстановлен главный храм и освящен придел в честь иконы Знамения Божией Матери.
До создания женского монастыря основное здание храма занимал строительный кооператив. Кооператив категорически отказывался съезжать. На месте алтаря складировались фляги. Когда же был создан монастырь, решился вопрос и с кооперативом. В 1996 г. первая настоятельница монастыря, приняв схиму с именем Евлогия, скончалась. Ее могила находится на территории монастыря, за алтарем храма.
В 1997 г. были восстановлены и заново освящены Никольский придел и придел в честь святых Захария и Елисаветы.
Алтайская епархия, http://www.altai-eparhia.ru/church/monastery/?id=18216