Στο πλαίσιο αναγνώρισης και προβολής της μνήμης του αγίου Ευγενίου ανεγέρθηκε και ναός στον ομώνυμο λόφο ως τμήμα ενός ευρύτερου μοναστηριακού συγκροτήματος. Χτισμένος μόλις 190 μέτρα ανατολικά της ακρόπολης της Τραπεζούντας και με θέα προς το φαράγγι που τον περιβάλλει, διακρινόταν για την οχυρή θέση του. Πρόκειται για μια βασιλική που μετασκευάστηκε σε τρουλαίο ναό, σε μια προσπάθεια διαμόρφωσης σταυροειδούς εγγεγραμμένου ναού, με πενταγωνική κεντρική αψίδα και πεταλόμορφες αψίδες στα παραβήματα. Δεν είναι γνωστό πότε ακριβώς κατασκευάστηκε ο ναός, πάντως στις αρχές του 11ου αιώνα υπήρχε ήδη, οπότε ο αυτοκράτορας Βασίλειος Β΄ Βουλγαροκτόνος χορήγησε τη διακόσμησή του. Επισκευές και μετασκευές πραγματοποιήθηκαν στο μνημείο περίπου το 1291 και μετά το 1340, ενώ στην τελευταία πεντηκονταετία του 14ου αιώνα προστέθηκαν αυτοκρατορικά πορτρέτα και τοιχογραφίες στο εσωτερικό του ναού. Φαίνεται πως όλοι οι Μεγάλοι Κομνηνοί, από τον Αλέξιο Α΄ ως τον Αλέξιο Γ΄, θέλησαν να δηλώσουν την παρουσία τους στο αφιερωμένο στον προστάτη άγιό τους καθίδρυμα. Τοιχογραφημένο ήταν επίσης και τμήμα των εξωτερικών επιφανειών του ναού. Οι τοιχογραφίες του 14ου αιώνα στο εσωτερικό του είναι σήμερα ασβεστωμένες και ίσως να διατηρούνται σε καλή κατάσταση.