Одними из первых, кто воспользовался преимуществами, дарованными указом 1905 года о веротерпимости, стали петербургские староверы-поморцы. Они принялись за построение своего нового центрального храма на Тверской улице на участке, пожертвованном Верой Ивановной Кокоревой, вдовой попечителя поморской общины, крупного финансиста, общественного деятеля и публициста Василия Александровича Кокорева. Проект церковного здания был разработан известным зодчим, городским архитектором Дмитрием Андреевичем Крыжановским (1871–1942). Закладка нового храма состоялась 6 августа 1906 года в праздник Преображения Господня, а 22 декабря 1907 года построенный храм был уже освящён во имя Знамения Пресвятой Богородицы. Храм на Тверской улице стал самым крупным поморским храмом в Российской империи.
Храм был построен в стиле северных новгородских и псковских церквей. Весь архитектурный комплекс состоял из храма, соединённой с ним особой галереей пристройки, ризницы и надворных построек. Застроенный участок был отгорожен от улицы массивным, довольно низким каменным забором с небольшими просветами. Тем самым храм был несколько отодвинут от линии тротуара, что как нельзя лучше отвечало впечатлению, которое и должна была производить постройка поморской общины — не столько приходского, сколько скорее монастырского характера.
Образцом для оформления интерьеров храма Знамения на Тверской стали моленные и собор Преображенского богаделенного дома в Москве. Четверо членов Совета общины специально делегировались для их осмотра. В результате осмотра и в соответствии с пожеланиями членов общины и учредительницы В.И. Кокоревой было принято решение, что большинство икон в храме должны быть старинными, написанными не позднее второй половины XVII века, и только в необходимых случаях новыми, написанными в стиле древнего письма. Значительная часть икон была перенесена из старой моленной на Лиговской улице. С целью подбора и приобретения икон для храма были осмотрены хранилища торговцев древними иконами на Нижегородской ярмарке и в Москве, известных торговцев Большакова, Силина и других, а также собрания известных коллекционеров, в частности А.И. Егорова, наследников Е.С. Егорова, наследников И.М. Ивакина, о. Исаакия Носова. Часть икон, в частности зааналойный крест, была возвращена властями из тех, что были прежде конфискованы у старообрядцев. Приобретались также иконы старообрядческой поморской иконописной школы XVIII–XIX веков.
Изнутри храм был выполнен строго, в традициях поморцев: стены моленной, лишённые росписей и иных украшений, гладко оштукатурены и окрашены белой клеевой краской. Глаз отдыхал на этом широком, полном воздуха и света пространстве. Тем рельефнее выделялись три резных иконостаса из серого дуба в древнерусском стиле (работа мастерской Д.В. Дудакова по рисунку архитектора), устроенных на капитальных стенах и уставленных в пять ярусов иконами старинного письма. Общая площадь иконостасов и киотов — около 400 кв. аршин (196 кв. м). Общая вместимость — 427 икон. Почти все иконы местного ряда среднего иконостаса представляли собой весьма редкие экземпляры древнего новгородского и псковского письма. Среди прочих ярусов и на клиросах имелись образцы письма московского и корсунского. Между древними образами размещались (преимущественно в верхних ярусах) иконы с изображениями апостолов, пророков и праотцев, написанные уже в начале XX века, но с соблюдением непременного условия: чтобы стиль письма был сохранён древний и чтобы иконописцами были исключительно староверы. Новые иконы были написаны старообрядцами поморского согласия иконописцами братьями Сусловыми.
Кроме иконостасов, в тех же серых тонах из резного дуба были выполнены клиросы, киоты и пристенные скамьи. Хоругви и бронзовые, под старое серебро, паникадила изготовила московская фабрика Оловянишникова в духе древнерусских образцов по рисункам архитектора и художника С.И. Башкова. Согласно требованиям общины, освещение, производимое лишь с помощью восковых свечей, менялось среди служб, весьма продолжительных. Во избежание необходимости пользоваться зажигательными шнурами, лестницами и прочим паникадила были снабжены противовесами, помещавшимися в центральной главке, и могли опускаться и подниматься одним человеком без особых усилий.