Церковь преподобного Сергия с Трапезной палатой (Трапезная церковь), расположенная на южной стороне монастыря, была сооружена по повелению царей Иоанна и Петра Алексеевичей в 1686–1692 гг.

Трапезная палата, площадью более 500 м2, являющаяся одним из самых больших помещений своего времени, перекрытых сводом без промежуточных опор, предназначалась для торжественных приемов и праздничных трапез.

В середине XX в. здесь проходили заседания Поместных и Архиерейских соборов Русской Православной Церкви.

По своей архитектуре и исключительному богатству декора фасадов Трапезная церковь относится к лучшим образцам московского барокко.

Покрытые разноцветной росписью «в шахмат» стены, резные белокаменные полуколонны и обрамления окон, величественная, совершенная в своих пропорциях кровля, придают зданию церкви особую выразительность.

Церковь преподобного Сергия с Трапезой играет исключительно важную роль в архитектурном ансамбле монастыря, во многом определяя торжественную динамику его развертывания на пути от Святых врат до Троицкого собора.

Первоначальный иконостас церкви до нас, к сожалению, не дошел, а украшающий ее теперь позолоченный иконостас XVII в. из разрушенного московского храма «Никола Большой Крест» является замечательным памятником древнерусского резного искусства.

В 1956 г. в Трапезной палате освящены приделы в честь святителя Иоасафа Белгородского (на северной стороне) и преподобного Серафима Саровского (на южной).

В зимнее время Трапезный храм становится главным храмом монастырских богослужений, совершающихся в нем в 5 час. 30 мин. и в 9 час. 30 мин. (Божественные литургии) и в 17 час. (всенощные бдения).

В это же время в нем для поклонения открыты мощи святителей Филарета и Иннокентия