Храм святой великомученицы Варвары в Пскове расположен в Петровском посаде, близ одноименных ворот. Первое упоминание о Варваринском монастыре встречается в «Новых псковских грамотах XIV-XV веков» в виде выписки из духовной грамоты посадника Федора, завещавшего землю и воду монастырю святой Варвары. Упоминается строительница старица Агафья с сестрами. Точная дата основания монастыря неизвестна, но в 1531 году он уже существовал. В псковских летописях под 7069 годом (1561 год от Рождества Христова) сообщается о сильном пожаре, уничтожившем монастырь: «погоре от Пскова за Петровские вороты от Михайловского схода до ямского двора, и монастыри погоре и церкви Иоанна Милостивого и мученицы Варвары».
Ныне существующий храм был построен в 1618 году при участии старицы Агафьи и ее сестер. Освящение состоялось в 1626 году при игумене Иулите. В 1786 году церковь стала приписной к Покровскому храму на Торгу. Храм представляет собой деревянную клетскую постройку из строевых бревен, ставшую редкостью для русского зодчества последующих веков. Основной объем выполнен в виде куба, к которому прирублены кубические притвор и алтарь. Колокольня также кубической формы расположена на притворе.
В 1882 году из-за деформации стен были установлены деревянные стойки с железными болтами для укрепления конструкции. В том же году деревянная кровля заменена на железную. В 1896 году на средства прихожан был позолочен иконостас и произведена покраска стен. Храм имел один престол во имя святой великомученицы Варвары. Богослужения совершались с Пасхи до 1 октября и 4 (17) декабря.
После революции 1917 года храм был закрыт. В 1973 году проведена фрагментарная реставрация, в ходе которой были обнаружены надгробные плиты, самая ранняя из которых датируется 1848 годом. В конце XX века храм возвращен Псковской епархии. В 2002 году назначен настоятель, а с 2019 года храм вошел в состав подворья Псково-Печерского монастыря.