Согласно новгородским летописям, эта церковь построена в 1345 году по заказу боярина Онцифора Жабина. Храм расписан летом 1380 года накануне Куликовской битвы. В 1941 — 1943 годах памятник был до основания разрушен фашистами.
Только в 1962 году на Ковалевский холм пришли реставраторы и археологи. Раскопки производили крайне осторожно, так как в завалах осталось много неразорвавшихся мин и снарядов.
В 1965 года началась работа по спасению ковалевских фресок, которую возглавил В. Б Греков и его жена В. Б. Грекова. Фрески Спаса на Ковалёве, замечательные по своим художественным достоинствам, представляли собой одно из самых своеобразных явлений русского искусства 14-го столетия. Были выполнены артелью сербских художников всего за один летний сезон. К 1973 году перебрали каждую горсть земли, извлекли около 500 ящиков с разбитыми кусочками фресок (всего около 100 000 фрагментов). Проведена колоссальная, не имеющая аналогий в мировой реставрационной практике работа. Собрано около 350 тысяч фрагментов, из которых в той или иной степени составлено почти 200 квадратных метров фресок. Этот эксперимент стал первым по спасению погибшего памятника монументальной живописи.
В 1973 году по проекту Л. Е. Красноречьева церковь Спаса на Ковалеве восстановили в древних формах.
