По благословенной грамоте Патриарха Московского и всея Руси Адриана от 20 марта 1700 г. началась заготовка материалов для постройки кирпичной Сергиевской церкви, которая была возведена не раньше 1701–1703 гг. на средства посадского человека города Гороховца Григория Ширяева. Сергиевский храм, поставленный к востоку от Сретенской церкви, типичен для архитектуры Гороховца начала XVIII в.: четверик с двухскатной кровлей увенчан луковичной главой на барабане, украшенном аркатурным пояском; трёхчастная апсида декорирована полуколонками, разделяющими её центральную и боковые части. Фасады четверика завершены карнизом и рядом кокошников, углы отмечены пилястрами, арочные окна обрамлены простыми наличниками. Храм установлен на подклет, разделённый на множество помещений, имеющих отдельные входы и перекрытых низкими коробовыми сводами; апсида имеет прямоугольное основание. В трапезной сохранилась изразцовая печь XVIII в. В первой половине XVIII в. на одной оси с храмами к западу была построена колокольня, в её нижней части находятся св. врата, выше – восьмерик и ярус звона, увенчанный шатром, декорированным ложными слухами, по три на каждой грани. К 1767 г. монастырь был ограждён каменной стеной, небольшой фрагмент которой сохранился с южной стороны. По данным переписной книги города 1678 г., в Гороховецком монастыре находилось 20, в 1686 г. – 22 деревянные кельи. В первой половине XVIII в. в северо-западном углу монастыря был построен каменный двухэтажный келейный корпус, имеющий в плане Г-образную форму. В XVIII в. было также построено двухэтажное здание богадельни. Земельных владений у Гороховецкого монастыря не было. Согласно данным переписной книги города 1678 г., сёстры «питаются милостынею и рукоделием». Монастырю помогали вкладчики Семён и Михаил Никифоровы-Ершовы, у которых к концу XVII в. Гороховецкий монастырь купил мельницы и землю под покосы на берегу реки Люлих. В 1704 г. по указу царя Петра I мельницы были отобраны и отданы в оброк гороховецким винным откупщикам. Монахини голодали и были вынуждены «кормиться Христовым именем». С 1710 г. монастырь получал в качестве руги часть оброчных денег, взимаемых с шести бывших монастырских мельниц, – 70–80 руб. и столько же четвертей ржи в год. В 1764 г. Гороховецкий монастырь был упразднён, насельницы переведены в арзамасский во имя святителя Николая Чудотворца женский монастырь. Несмотря на обращения к архиерею жителей города и духовенства о приписке приходских дворов, храмы Гороховецкого монастыря оставались ружными и бесприходными.