به گفته شهرام شهریار فعال میراث فرهنگی، جمعیت ارمنیان بر اساس آمار موجود در گاه‌نامه‌ی کلیسای «آمناپرکیج جلفای نو» که در اصفهان نگداری می‌شود در بندرگز، شاهرود، سبزوار و مشهد به ترتیب چهل، هفت، ده، چهارده و هشتاد و چهار خانوار بوده است. مطابق برخی منابع در 1965 میلادی 51 خانوار ارمنی در مشهد داشته‌اند.
«کلیسای مسروپ مقدس» در سال1941 میلادی توسط ارمنی‌های ساکن شهر مشهد بنا شده است و قدمت آن به دوران پهلوی اول می‌رسد. این کلیسا در مشهد به کلیسای ده دی مشهور است و قدمتی حدودا 78 ساله دارد.
در گزارش‌های زمان نادرشاه به ساخت یک کلیسا در مشهد اشاره شده اما پس از آن و در دوره قاجار از وجود کلیسا در این شهر سخنی به میان نیامده است. ارمنیان در آغاز مکانی در محدوده گنبد سبز برای عبادت داشتند که به همکاری خیران امنی کلیسایی نزدیک به محله ارمنیان در خیابان ارگ با نام «کلیسای مسروپ مقدس» ساخته شد.
ساختمان کلیسای مسروپ داری دو گنبد مخروطی شکل است، بزرگ‌ترین گنبد در وسط ساختمان کلیسا قرار دارد و صلبی از جنس آهن در بالای آن نصب و هم‌چنین ردیفی از کاشی‌های سفید رنگ در حاشیه زیر گنبد قرار دارد که به گلی سبز رنگ منقش شده است.
گنبدی مخروطی شکل نیز در بالای فضای ورودی کلیسا قرار دارد که لایه بیرونی آن همانند سقف شیروانی است؛ در بالای در ورودی کلیسای مسروپ ناقوسی نصب و مطالبی به زبان ارمنی و روسی روی آن حک شده است. ناقوس این کلیسا به دلیل این‌که ارمنیان مشهد تابع خلیفه‌گری اصفهانبودند از اصفهان آورده شده است.
«کلیسای مسروپ مقدس» کتابخانه‌ای دارد در سال 1961 میلادی ساخته شد که بیش از هزار جلد کتاب به زبان ارمنی و روسی را در دل خود جای داده است، اما کتاب‌های آن با توجه به رطوبتی که کف و دیوارها را فراگرفته، رو به نابودی است.
پلان کلیسا بازیلیک (سازه ای طولی و متمرکز) ستون‌دار به شکل مستطیل در جهت شرق به غرب است که محراب آن در قسمت شرقی قرار دارد، بر روی دیوارهای شمالی و جنوبی نورگیرهایی وجود دارد و دارای چندین ورودی بوده است که در حال حاضر مسدود شده‌اند و تنها یک ورودی در سمت غرب کلیسا باقی است.
فعالیت کلیسای مسروپ چند سالی بعد از انقلاب به دلیل مهاجرت ارامنه از مشهد به تبریز، تهران و اصفهان پایان یافت و شاید فقط در مراسمات خاصی که ارامنه به مشهد می‌آیند به صورت خانوادگی یا فردی مراسمات مذهبی خود را به جا می‌آورند فعالیت کند.
کلیسای مسروپ مقدس در 25 مرداد 84 با توجه به ارزش‌های تاریخی و معماری که دارد از سوی سازمان میراث فرهنگی در فهرست آثار تاریخی- فرهنگی کشور به ثبت رسیده است.
کلیسای ارامنه مشهد در خیابان امام‌خمینی (ارگ سابق) در حوالی میدان 10 دی (سوم اسفند سابق) واقع شده است که تنها گنبد سفید و سنگی با صلیبی در نوک آن قابل دیدن است و شاید مشهدی‌های زیادی از وجود چنین بنایی در شهر اطلاع نداشته باشند.
