Монастырь был основан около 1680 года у подножия Соколовой горы, предположительно как подворье московского Новоспасского монастыря, имевшего рыбные промыслы в окрестностях Саратова. Первоначально обитель называлась Богородицким монастырем, затем Четырехсвятским, с 1761 года — Спасским, а с 1764 года получила название Спасо-Преображенского монастыря.
В 1811 году монастырь был уничтожен пожаром. В 1814 году началось его восстановление на новом месте, за пределами города, на пятой версте Московского тракта (ныне проспект 50 лет Октября). Строительство велось по проекту архитектора Луиджи Руска, представителя русского классицизма. К 1822 году был завершен и освящен соборный храм во имя Преображения Господня, ставший центральным сооружением монастыря.
В последующие годы на территории монастыря были возведены дополнительные храмы: в 1824 году — церковь во имя великомучеников Димитрия Солунского и Екатерины, в конце 1820-х годов — храм во имя Параскевы Пятницы. Эти постройки были осуществлены на средства благотворителей, включая коллежского советника Дмитрия Алексеева и помещика Петра Железнова.
В 1911 году саратовский историк А.И. Жеребцов провел исследование монастырского кладбища, предоставив ценную информацию о захоронениях и истории обители.
В 1930-е годы, в период антирелигиозной политики советской власти, монастырь был закрыт, а его здания разрушены или переоборудованы под другие нужды. В частности, на территории бывшего монастыря было размещено военное училище.
В 1993 году в сохранившемся здании храма Димитрия Солунского и Екатерины был открыт первый в постсоветской России воинский храм, освященный во имя святого великомученика Димитрия Солунского. В 1997 году за алтарем храма установлен Поклонный Крест в память об иноках монастыря и всех погребенных на его кладбище.
22 марта 2011 года Священный Синод Русской Православной Церкви благословил открытие Спасо-Преображенского мужского монастыря в Саратове. В сентябре 2010 года комплекс зданий бывшего монастыря был передан Саратовской епархии распоряжением Правительства РФ.
