История храма восходит к XVI веку, когда на этом месте находилась деревянная церковь во имя святого великомученика Димитрия Солунского, упомянутая в Сотной книге муромского посада 1574 года. В конце XVIII века, в связи с ростом населения и необходимостью круглогодичного совершения богослужений, при Димитриевской церкви был построен тёплый деревянный храм во имя Сретения Господня.
В 1795 году, на средства муромского купца первой гильдии Ивана Никифоровича Зворыкина, был возведён каменный храм с главным престолом в честь Сретения Господня. Новый храм был построен несколько в стороне от прежних деревянных церквей. После постройки каменного храма иконы из деревянных церквей были переданы в небогатые сельские церкви Горицкого погоста Муромского уезда.
В 1801 году к Сретенской церкви был приписан приход древней церкви Архистратига Михаила, находившейся ранее в центре Мурома. В память об этом приходе в 1829 году в Сретенской церкви был устроен придел во имя Архистратига Михаила. Таким образом, храм стал трёхпрестольным: главный престол — в честь Сретения Господня, южный придел — во имя великомученика Димитрия Солунского, северный придел — во имя Архистратига Михаила.
С 1888 по 1892 годы в храме были проведены значительные строительные работы: трапезная часть была разобрана до основания и построена вновь в увеличенных размерах. Престолы в трапезной были освящены в те же наименования, что и прежде.
8 мая 1922 года, в рамках кампании по изъятию церковных ценностей под предлогом помощи голодающему Поволжью, из храма было изъято церковное серебро общим весом около 16,5 кг, включая ризы с икон, серебряный оклад Евангелия, кадило, венцы и жемчуг. В 1920-е годы с колокольни храма были сброшены колокола.
В 1929 году храм был закрыт, и в его здании размещались различные учреждения: дом физкультуры, пекарня, оружейный склад, мастерская по изготовлению памятников.
В конце 1990-х годов храм был возвращён Владимиро-Суздальской епархии. С тех пор в нём проводятся восстановительные работы и богослужения.
Архитектурно храм представляет собой образец позднего классицизма. Он выполнен из кирпича, оштукатурен и окрашен. Основной объём храма — четверик, увенчанный куполом на световом барабане. С западной стороны к основному объёму примыкает колокольня, завершённая шпилем. Фасады украшены пилястрами и карнизами, окна имеют арочные завершения. Внутреннее пространство храма разделено на три нефа четырьмя столбами. Иконостасы выполнены в традициях русского зодчества.
