Cerkiew pozostała czynna do 1927. Po rewolucji październikowej, gdy w sąsiadujących z nią budynkach policji carskiej urządzono więzienie, a w pobliskim monasterze św. Jana Chrzciciela – obóz dla przeciwników nowych władz. Cerkiew Trzech Świętych Hierarchów została zamknięta na żądanie administracji więzienia, która urządziła w budynku pracownie i magazyn; rozebrano wówczas kopuły i dach namiotowy na dzwonnicy. Ikony i inne elementy wyposażenia obiektu zostały z niego wywiezione, nie wiadomo, co następnie się z nimi stało. W latach 30. XX wieku w dawnej cerkwi i w sąsiadującym z nią domu parafialnym rozlokowano szpital NKWD; w samej świątyni znalazły się pokoje mieszkalne dla jego pracowników, toteż przestrzeń obiektu rozdzielono na szereg małych pomieszczeń. Następnie, gdy pracownicy szpitala przenieśli się do innego budynku, cerkiew stała się zwykłym komunalnym domem mieszkalnym i pełniła te funkcje do lat 60. XX wieku. Następnie podjęto renowację obiektu, uznanego za zabytek.