Спасо-Пробоинский храм неоднократно подвергался переделкам: в 1831-1832 годах у его западного фасада соорудили тёплую трапезу, а в ней устроили церковь, сохранившую посвящение придела - Павла Фивейского и Иоанна Кущника; шатровую колокольню заменили новой, по проекту архитектора П. Я. Панькова (в 1930 году снесена, в 2018 году восстановлена).
  В 1873 году тёплый и холодный храмы были соединены. В 1909-1911 годах церковь вновь подверглась значительным изменениям: к трапезной части с южной стороны пристроили по проекту архитектора А. А. Никифорова ещё один придел, освящённый во имя преподобных Серафима Саровского и Александра Ошевенского. Финансирование работ начал Иван Александрович Вахромеев, а после его кончины завершил сын, Александр Иванович.
  Спасо-Пробоинский храм значительно пострадал в дни антибольшевистского восстания, по выводам реставрационной комиссии, «верхний ярус колокольни разрушен настолько, что при сильном ветре может упасть». Спасо-Пробоинская церковь была закрыта в 1929 году, вскоре по распоряжению властей разобрали колокольню.
  Весной 2007 года производственные мастерские, размещавшиеся в церкви и в строениях Афанасьевского монастыря, были из них выведены, и в марте следующего года храм передан Русской Православной Церкви, как и собор Афанасьевского монастыря он приписан к Ярославской духовной семинарии.