Идея основания монастыря в Приамурье принадлежала святому равноапостольному Иннокентию (Попову-Вениаминову), архиепископу Приамурскому. Начало реализации этой идеи связано с епископом Камчатским, Курильским и Благовещенским Макарием (Дарским), который пригласил иеромонаха Алексия (Осколкова) со Святой Горы Афон для организации обители. В 1894 году иеромонах Алексий выбрал место на берегу Петропавловского озера, однако из-за затопления участка строительство не состоялось.
В начале XX века Святейший Синод принял решение о строительстве монастыря на берегу озера, но работы были прерваны в 1905 году. К идее основания обители вернулись лишь в постсоветский период. В 2001 году архиепископ Хабаровский и Приамурский освятил место под строительство монастырского храма в селе Петропавловка. 23 мая 2002 года был зарегистрирован приход святых первоверховных апостолов Петра и Павла.
27 октября 2003 года в обитель прибыли три сестры из Свято-Никольского Черноостровского женского монастыря Калужской области для организации монашеской жизни. 7 января 2004 года приход был преобразован в женский монастырь определением Священного Синода Русской Православной Церкви. В 2004 году завершено строительство храма во имя апостолов Петра и Павла, выполненного в стиле новгородских церквей XII века.
В 2013–2015 годах на территории монастыря возведен храм в честь Архистратига Божия Михаила. Обитель имеет развитое хозяйство, включающее пасеку, молочный цех, огороды и скотный двор. При монастыре действуют иконописная, мозаичная, швейная и вышивальная мастерские. В 2018 году начато строительство монастырского подворья в Хабаровске.