Основание монастыря связано с именем преподобного Саввы Сторожевского, ученика преподобного Сергия Радонежского. В конце XIV века, около 1398–1399 годов, по просьбе и при поддержке звенигородского князя Юрия Дмитриевича, сына Дмитрия Донского, Савва основал обитель на высоком холме Стороже, у устья речки Розвадни (позднее названной Сторожкой), с видом на Москву-реку — важный транспортный путь того времени.
Первоначально на территории монастыря была построена деревянная церковь во имя Рождества Пресвятой Богородицы. С развитием обители началось строительство каменных сооружений. В 1405 году на средства князя Юрия Дмитриевича был возведён Собор Рождества Богородицы — крестовокупольный четырёхстолпный одноглавый храм из белого камня. Фасады, верх апсид и барабана декорированы поясами белокаменной резьбы, а порталы имеют килевидный верх. Изначально завершение с тремя ярусами закомар в XVIII–XIX веках было заменено четырёхскатной кровлей, а луковичная глава относится к XVII веку.
В период с 1650 по 1656 годы, при царе Алексее Михайловиче, были построены основные здания и крепостные стены монастыря. Стены длиной 760 метров, высотой 8–9 метров и толщиной около 3 метров, оснащённые семью башнями (из которых до наших дней сохранилось шесть), окружали территорию обители. Одним из значимых сооружений этого периода является Царицыны палаты, построенные для царицы Марии Ильиничны Милославской, первой супруги царя Алексея Михайловича. Это одноэтажное здание с подклетом до 1828 года имело второй деревянный этаж. Здание делится на парадную и хозяйственную половины, каждая из которых имеет отдельные входы и состоит из сеней и жилых покоев.
Церковь надвратная, построенная зодчим И.М. Шарутиным в 1652 году, вместе с Красной башней и внутренним двориком составляет своеобразные пропилеи монастыря. Кирпичный одноапсидный храм завершён декоративным шатром, а подклёт включает парадную двухмаршевую лестницу, ведущую на Соборную площадь.
В XVI веке монастырь переживал периоды упадка. В письме Ивана Грозного в Кирилло-Белозерский монастырь упоминается, что «на Сторожех и затворити монастыря некому, по трапезе трава растёт».
В XVIII–XIX веках монастырь продолжал развиваться. В 1812 году, во время Отечественной войны, у стен монастыря произошёл бой между французскими и русскими войсками. Согласно местной легенде, итальянский генерал Эжен Богарне, посетивший монастырь, пообещал не трогать его имущество, что, по преданию, обеспечило его безопасное сохранение.
В советский период монастырь, как и многие другие религиозные учреждения, переживал трудные времена. В 1918 году большевики пытались захватить мощи святого Саввы, что привело к стрельбе и разграблению обители. Монахи были изгнаны, а собор пришёл в запустение. В 1941 году главный колокол весом 35 тонн был уничтожен.
В 1985 году монастырь был передан под управление Данилова монастыря в Москве. Мощи святого Саввы были возвращены в обитель в 1998 году. С 1995 года монастырь находится в ставропигиальном подчинении Святейшему Патриарху Московскому и всея Руси. С 12 марта 2024 года наместником монастыря является архимандрит Стефан (Тараканов).
Сегодня Саввино-Сторожевский монастырь является важным духовным центром, привлекающим паломников и туристов. На территории обители действует гостиница для паломников «Сторожа», а также музей, в котором представлены экспозиции, связанные с историей монастыря и жизни русской знати. Монастырь также известен своим пивоваренным заводом, производящим квас и сбитень, а также пекарней, выпускающей разнообразные хлебобулочные изделия.