В 1878 году, согласно указу Святейшего Синода от 25 сентября, община была преобразована в женский монастырь. К началу XX века обитель стала одной из крупнейших и наиболее почитаемых в Уфимской губернии и Уральском регионе. В 1917 году в монастыре проживали 116 монахинь и 208 послушниц; также при обители находились дети-беженцы, ученицы монастырской школы и другие лица, всего 49 человек.
Монастырь имел каменный храм во имя Святой Троицы с приделами Иоанно-Предтеченским и в честь иконы «Скоропослушница», а также домовую церковь. При монастыре действовала школа, способствовавшая образованию и воспитанию девочек.
В 1924 году монастырь был официально закрыт, его имущество национализировано, а здания частично разрушены. Несмотря на это, монастырская община во главе с игуменьей Феофанией продолжала существовать в виде Спасской староцерковнической общины, действовавшей в молитвенном доме. В 1930-х годах многие из бывших насельниц подверглись репрессиям.
В 1945 году было получено разрешение на открытие Михайло-Архангельского храма в Бирске, в возрождении которого активное участие приняли оставшиеся в городе монахини. Последние из них служили при этом храме до 1970-х — начала 1980-х годов.
26 апреля 2013 года в Михайло-Архангельском храме города Бирска епископ Нефтекамский и Бирский Амвросий совершил монашеский постриг двух сестер с наречением имен Феофания и Виталия. Решением Священного Синода Русской Православной Церкви от 25–26 декабря 2013 года в Бирске был вновь открыт Свято-Троицкий женский монастырь, игуменьей которого назначена монахиня Филарета (Гаврюшенко).
13 апреля 2021 года Священный Синод принял решение о переносе монастыря из Бирска в село Красный Ключ Нуримановского района Республики Башкортостан с переименованием обители по месту нахождения.
