Первоначально на этом месте в 1777 году была построена деревянная кладбищенская церковь Воскресения Христова с приделом священномученика Антипы Пергамского. В связи с ростом числа прихожан и необходимостью создания более прочного сооружения, в 1847 году было принято решение о строительстве нового каменного храма на том же месте. Строительство велось на средства прихожан и благотворителей, в том числе вологодских купцов Рыбниковых, и завершилось в течение одного строительного сезона. Руководил строительством староста прихода, мещанин Василий Маталындин.
Новый храм был выполнен в стиле ампир и представлял собой одноэтажное, одноглавое, трехпрестольное здание. Главная часть храма имела кубическую форму с фронтонами и полушарным куполом, несущим два восьмигранника с небольшой шарообразной позолоченной главкой. Храм делился на неотапливаемую "холодную" часть и "зимнюю" трапезную, где находились два придела: во имя священномученика Антипы и Казанской иконы Божией Матери. В 1895 году была проведена реконструкция, объединившая "теплую" и "холодную" части церкви.
В 1867 году в храме были выполнены росписи, руководил которыми Платон Семенович Тюрин. Эти работы придали внутреннему убранству храма художественную завершенность.
30 января 1930 года храм был закрыт, что соответствовало общей политике советской власти по ограничению религиозной деятельности. Здание храма использовалось в различных хозяйственных целях, включая склад, мастерские и гараж для машин "скорой помощи". Купола и кресты были утрачены, а прилегающее кладбище уничтожено.
8 октября 1991 года решением исполкома Вологодского областного Совета народных депутатов церковь священномученика Антипы была поставлена на государственную охрану в качестве объекта культурного наследия регионального значения.
В 1999 году храм был возвращен Русской Православной Церкви и первоначально приписан к храму Николы во Владычной слободе. В 2008 году начались работы по его реставрации, однако они были прерваны из-за отсутствия финансирования.
