Prima Biserică de piatră a schitului a fost ridicată între anii 1754-1758, în timpul egumenului Sila, în locul unei alteia, mici, de lemn. Ea a primit hramul „Buna Vestire” şi a fost sfinţită de episcopul Dositei al Rădăuţilor (1750-1789). După desfiinţarea aşezământului monahal, biserica a căzut în ruină. După 1990, lucrările de refacere a bisericii au durat şase ani (până în 1996). Locaşul a păstrat planul iniţial din secolul al XVIII-lea, cu clopotniţa lipită în partea de nord, adăugându-i-se doar pridvorul. Pisania de deasupra uşii care face trecerea din pridvor în pronaos spune:

„Cu voia Tatălui, cu ajutorul Fiului şi cu săvârşirea Sfântului Duh, s-a rezidit schitul Sihăstria Putnei, cu hramul Bunei Vestiri, veche ctitorie voievodală şi loc de nevoinţă monahală, sub păstorirea I.P.S. Pimen al Sucevei şi Rădăuţilor, stareţ al Mănăstirii Putna fiind Preacuviosul Arhimandrit Melchisedec, egumen al schitului smeritul monah Sebastian. Slujba târnosirii s-a săvârşit la data de 29 septembrie 1996”.

            Biserica a fost construită din piatră de râu, având formă de cruce. Faţă de tripla împărţire iniţială (altar, naos şi pronaos), acum s-a adăugat şi pridvorul închis. Pronaosul are formă aproape pătrată, în partea superioară terminându-se cu o boltă, dar fără turlă, iar în partea de nord o uşă face legătura cu turnul clopotniţă ataşat de biserică. Două încăperi etajate, servesc astăzi drept cameră pentru spovedanie şi eclesiarhie. În exterior, în afară de porţiunea de intersecţie cu zidul clopotniţă, biserica este prevăzută de jur împrejur cu un rând de ocniţe. Acoperişul din tablă de zinc este realizat independent pe fiecare parte de biserică, fiind specific ca formă majorităţii bisericilor moldoveneşti din secolul al XVIII-lea, deasupra lui fiind amplasate şapte cruci (trei pe abside, una pe turlă, două pe pronaos şi una pe pridvor), cărora se adaugă cea de a opta de pe turnul clopotniţă. Pictura este realizată în tehnica frescă de către Liviu Dumbravă din Gura Humorului.