Храм преподобного Серафима Саровского в Твери возведен в 2004 году на территории исторического Волынского кладбища, где ранее находилась разрушенная в 1930-е годы церковь Благовещения Пресвятой Богородицы. Благовещенский храм, построенный в 1786 году, имел три престола: центральный в честь Благовещения, левый — святого Димитрия Солунского и правый — святителя Николая Чудотворца. В 1937 году последний настоятель Благовещенской церкви священник Иоанн Морошкин был арестован и скончался в заключении.
Строительство нового храма началось по инициативе прихожан храма святой блаженной Ксении Петербуржской. 27 сентября 2003 года на месте будущего храма установили поклонный крест. Проект выполнен по обмерным чертежам деревянной церкви XVII века из погоста Нектарьево. 27 октября 2003 года архиепископ Тверской и Кашинский Виктор совершил чин закладки. В основание алтаря поместили частицу мощей священномученика архиепископа Фаддея (Успенского).
В ходе строительства произошло несколько инцидентов: закладной крест был сломан, а в ноябре 2004 года предотвращена попытка поджога. 13 января 2005 года храм подвергся поджогу, в результате которого пострадали внутренние помещения, но алтарь и две бумажные иконы — Божией Матери и Серафима Саровского — остались нетронутыми. 14 июня 2005 года при земляных работах обнаружены останки около 70 человек с огнестрельными ранениями, идентифицированные как жертвы репрессий 1930-1950-х годов.
4 ноября 2005 года в храм перенесли Казанскую (Волынскую) икону Божией Матери из Воскресенского кафедрального собора. В июле 2006 года завершены восстановительные работы. Храм функционирует как памятник невинно убиенным, на его западной стене установлена мемориальная плита в память о жертвах политических репрессий.