Время появления храма на месте, где впоследствии стояла Сретенская церковь, точно не установлено. Известно только, что в 1568 г. она уже существовала, так как священнику этого храма Богдану был заказан сорокоуст по умершему преподобному Феодосию, основателю Спасо-Суморина монастыря. Первоначально церковь называлась Климентовскою. Дозорная книга 1620 г. свидетельствует, что в 1613 г. во время нашествия поляков Климентовская церковь, как и многие другие постройки Тотьмы, была сожжена.
К следующей переписи 1623–1625 гг. Климентовская церковь была вновь построена, украшена образами и снабжена всем необходимым. Подробное описание церкви приводится в писцовых книгах 1676–1679 гг.: «…церковь теплая, с трапезою, деревянная, клетцки, верх шатровой на стропилах, крыт верх и главы чешуею, во имя священномученика Климента Папы Римского… У той же церкви колокольня на четырех столбах, а на колокольне 6 колоколов». В 1683 г. эта церковь еще существовала, но к 1687 г. с ней что-то произошло: она либо сгорела, либо была разобрана за ветхостью.
Согласно писцовым книгам в 1687–1688 гг. на месте, где прежде была Климентовская церковь, уже стояла «церковь Сретения Господа Бога и Спаса нашего Иисуса Христа, теплая, с трапезою, не достроена». Церковь получила такое название в честь одного из двунадесятых праздников «Сретения Господня», который отмечается церковью 15 февраля. Славянское слово «сретение» переводится на современный язык как встреча.
В 1743 г. во время городского пожара Сретенская церковь сгорела, а на ее место из Усть-Стрелецкой слободки была перевезена деревянная Никольская церковь. В 1755 г. эта церковь была разобрана, а в следующем году на её месте уже освятили новую каменную тёплую нижнюю Климентовскую церковь. В 1772 г. была закончена отделка верхней холодной двусветной церкви, освященной в честь Сретения Господня. В 1794 г. к церкви была пристроена колокольня с приделом во имя Марии Магдалины и жён-мироносиц.
Во время городских пожаров 1815 г. и 1843 г. Сретенская церковь пострадала. После обновления церковь во имя св. Климента Папы Римского была вновь освящена 20 октября 1874 г., а церковь во имя Сретения – 5 ноября 1878 года.
В 1927 г. Сретенская церковь была разобрана на кирпич. В 1940 г. на месте, где стояла церковь, был устроен учебный полигон для обучения женщин вождению тракторов. С 1997 г. на месте церкви – липовый сквер.
