Храм Благовещения Пресвятой Богородицы в Арзамасе основан не позднее первой половины XVII века. Первоначально на его месте находились две церкви: деревянная холодная во имя Благовещения Пресвятой Богородицы с приделами Иоанна Предтечи и Архистратига Михаила, а также каменная теплая во имя Трех Святителей с приделами Николая Чудотворца и Параскевы Пятницы. Обе церкви составляли единый приход.
В 1775 году началось строительство нового каменного храма на средства прихожан, завершившееся в 1784 году. Церковь возведена в стиле барокко, двухэтажная, с шестью престолами, повторяющими посвящения прежних храмов. Нижний теплый храм освящен в 1777 году, верхний летний — в 1784 году. Архитектурный облик близок к Успенскому собору Саровской пустыни.
В 1929 году храм был закрыт, купола и колокольня разрушены. Здание использовалось под хозяйственные нужды, в том числе как общежитие и мастерская. В 2003 году храм возвращен Нижегородской епархии, начата реставрация. Первое богослужение совершено в 2004 году. В 2005 году храм приписан к Спасо-Преображенскому мужскому монастырю.
Храм представляет собой четырехстолпное пятиглавое сооружение с прямоугольным алтарем и притвором, увенчанное восьмигранными барабанами. Колокольня, восстановленная в ходе реставрации, ранее была самой высокой в городе. В нижнем храме расположены приделы Трех Святителей, Николая Чудотворца и Параскевы Пятницы, в верхнем — Благовещенский, Предтеченский и Михаило-Архангельский.