Тверицкая слобода была основана в 1375 году переселенцами из Тверского княжества, откуда и получила своё название. К середине XVII века слобода активно развивалась, что обусловило необходимость строительства нового храма для местных жителей.
В 1652 году в Тверицах была построена деревянная зимняя церковь, освящённая во имя преподобных Зосимы и Савватия Соловецких. К концу XVII века деревянное сооружение потребовало замены на более долговечное.
В период с 1689 по 1693 годы на средства купца Ивана Ивановича Кемского было возведено кирпичное здание храма, заменившее прежнюю деревянную постройку. Кемский также финансировал строительство Вознесенско-Благовещенского храма на противоположном берегу Волги, оба храма служили ориентирами для переправы через реку.
Архитектурно храм представляет собой одноглавый четверик с двускатной кровлей, соединённый с трапезной и колокольней над входом. Колокольня имеет уникальное для ярославской архитектуры решение, переходное от шатровых к ярусным конструкциям: на четверике расположен широкий восьмерик, над ним аркады и ещё один меньший восьмерик, увенчанный небольшим шатром.
В 1930-х годах, в период антирелигиозной политики советской власти, храм был закрыт, а его глава и колокольня демонтированы. Здание использовалось для различных хозяйственных нужд, включая размещение мастерских и прачечной.
В 1999 году, находясь в аварийном состоянии, храм был возвращён Русской Православной Церкви. К концу 2000-х годов начались реставрационные работы, и к 2011 году были восстановлены купола и кресты на колокольне.
В 2012 году, по благословению митрополита Ярославского и Ростовского Пантелеимона, храму был присвоен статус регионального морского храма Ярославской епархии.
