Обитель была основана на рубеже XV–XVI веков князем Дмитрием Фёдоровичем Воротынским, предположительно в память о Великом стоянии на реке Угре в 1480 году, которое ознаменовало окончательное освобождение Руси от ордынского ига.
Первое письменное упоминание о монастыре датируется 1511 годом в грамоте великого князя Василия III. Обитель получала поддержку от знатных родов, включая Воротынских, Хитетовских, Стрешневых и Тургеневых. В середине XVI века в монастыре был возведен Преображенский храм, являющийся редким примером шатровой архитектуры того времени. Основной объем собора представляет собой кубический двусветный четверик, на котором через невысокий восьмерик установлен восьмигранный шатер. С востока к четверику примыкает трехчастный алтарь.
В XVII веке рядом с Преображенским храмом была построена Введенская церковь, отличающаяся двумя небольшими глухими шатрами. К ней примыкает монастырская трапезная палата, а в XVIII веке была пристроена трехъярусная колокольня. Фасады храма украшены лопатками, карнизами и декоративными кокошниками, характерными для архитектуры того периода.
В 1764 году, в ходе секуляризационной реформы, монастырь был упразднен, и его храмы стали приходскими. В 1930-х годах, в период антирелигиозной политики советского государства, церкви были закрыты, имущество разграблено, а древнее кладбище со старинными надгробиями уничтожено.
В начале XXI века полуразрушенные здания монастыря были переданы Русской Православной Церкви. Началась реставрация храмов, и в 2007 году обитель была возрождена как женский монастырь, действовавший в качестве скита Калужского Казанского монастыря. Восстановительные работы включали ремонт кровли, укрепление сводов и стен, а также восстановление первоначальных пропорций зданий.
13 октября 2022 года решением Священного Синода Русской Православной Церкви Спасо-Преображенский Воротынский монастырь получил статус самостоятельного женского монастыря. В настоящее время обитель продолжает свою деятельность. На территории монастыря функционируют воскресная школа для детей, проводятся богослужения и различные мероприятия, направленные на духовное просвещение и поддержку местного населения.
