В третьей могиле у южных ворот покоилась Наталья Кирилловна Нарышкина, вторая супруга царя Алексея Михайловича и мать Петра I. В середине января 1694 года она почувствовала первые признаки предсмертной болезни и 20 числа призвала к себе патриарха Адриана с духовенством, приобщилась Святых Тайн, освятилась елеем и благословила обоих царей, Ивана и Петра. В следующие три дня государыня повелела отдать все свои царские одеяния в церкви, сокровища разделить между бедными, а накануне кончины своей (24 января) упросила царей сложить казенные долги и отпустить узников.
Петр I был глубоко опечален кончиной матери, велика была скорбь и всего народа православного, лишившегося в лице Натальи Кирилловны своей благодетельницы. Когда гроб с ее телом вынесли из царского дома, великое множество людей всякого звания бросилось к нему со слезами, и погребальное шествие с трудом могло двигаться среди рыдающей толпы к Вознесенскому собору.
Великие князья и государи российские много жертвовали в Вознесенский собор, и в его ризнице постепенно скапливались большие сокровища. Но в 1812 году французы, не пощадившие кремлевские дворцы и соборы, многое растащили и из Вознесенского собора. Правда, некоторые реликвии и вещи из утвари храма и ризницы уцелели благодаря игуменье Трифене, которая перевезла их в Вологду.
В 1822 году стараниями игуменьи Афанасии и на добровольные пожертвования над мощами преподобной Евфроси-нии была устроена бронзовая высеребренная чеканная рака с сенью над ней. Через 50 лет мать-игуменья Сергия устроила более благолепную раку с балдахином для мощей преподобной Евфросинии, тогда же был украшен драгоценными камнями и золотом и киот у ее гробовой иконы.
В 1929–1930 годы Вознесенский монастырь снесли, а на его месте построили школу курсантов им. ВЦИК (ныне — один из корпусов бывшего Президиума Верховного Совета СССР). Благодаря стараниям комиссии, созданной архитекторами В.К. Клейном и Н.Н. Померанцевым, саркофаги не были уничтожены, и их перенесли в подвал южной пристройки Архангельского собора (Судную палату). Более того, во время переноса их вскрыли и исследовали. При вскрытии саркофага Софьи Палеолог ученые обнаружили ее останки, завернутые в саван из итальянской камки, сделанный куколем (то есть углом на голове). На белокаменной крышке сохранилась надпись в технике граффити, состоящая только из одного слова — Софья.
Софья (Зоя) Палеолог после гибели Византийской империи воспитывалась при дворе римского папы. В 1469 году римской престол предложил великому князю московскому Ивану III заключить с ней брак, имея при этом в виду далеко идущие планы — окатоличить Русь и привлечь ее к военному союзу против грозной опасности с Востока. Переговоры продолжались долго и только в 1471 году привели к желанному результату. После длительного путешествия через всю Европу Зоя Палеолог 12 ноября 1472 года прибыла в Москву, где в тот же день состоялось ее венчание с великим князем.
Долгая жизнь греческой царевны на новой родине была богата событиями, и одной из главных проблем был возникший в конце 1490-х годов вопрос о престолонаследии, так как у великого князя от первого брака с тверской царевной Марией Борисовной был сын, что не раз приводило к осложнениям отношений между супругами.
Великая княгиня умерла в 1503 году, считается, что в возрасте 60 лет, так как точная дата ее рождения неизвестна.
Софью Палеолог погребли в юго-западном углу Вознесенского храма. Над ее могилой не было надгробного памятника с резной плитой и надписью, так как она со всех сторон была окружена надгробиями соседних захоронений. Саркофаг ее был сделан с полукруглым изголовьем и мягкими плечиками. Как и в большинстве саркофагов данного некрополя, в головной части погребального сооружения Софьи Палеолог сделано специальное возвышение в форме ступеньки высотой 3 сантиметра. Снаружи гроб тщательно отделан, но на поверхностях внутренних стенок и на дне саркофага видны следы работы теслом.
Гробница Софьи Палеолог вскрывалась еще и в 1984 году. И в этот раз исследователи обнаружили только несколько мелких обрывков ее савана: другие остатки погребальных одежд великой княгини не сохранились. На лобной части черепа Софьи Палеолог была найдена также только часть волосника (сетчатой шапочки, в которую укладывались волосы), который по своей конструкции несколько отличался от традиционных головных уборов того времени.