Монастырь был основан между 1589 и 1591 годами под именем Вознесенского. Инициаторами его создания стали посадские люди и уездные крестьяне, в том числе Василий Анофриев и Прокопий Моисеев. С 1619 года в монастыре было установлено игуменство, что свидетельствует о его развитии и значимости в духовной жизни региона.
В 1698–1704 годах деревянная Воздвиженская церковь была заменена на каменную. В 1731–1734 годах был выстроен надвратный храм во имя преподобного Михаила Малеина с колокольней и верхним приделом святых апостолов Петра и Павла.
В 1764 году монастырь был выведен за штат как маловотчинный. В 1775 году в него был переведен Пыскорский Спасо-Преображенский монастырь, который в 1793 году был переведен в город Пермь. В 1795 году в Соликамск был переведен Троицкий монастырь из села Истобенского Вятской губернии. С этого времени Вознесенская церковь была переименована в Троицкую с приделом Благовещения Пресвятой Богородицы. Надвратная церковь была переименована в честь иконы Божией Матери «Всех скорбящих Радость» с верхним приделом во имя Вознесения Христа.
В монастыре находилась местночтимая икона Божией Матери «Всех скорбящих Радость». С 1907 года монастырь имел статус общежительного мужского монастыря второго класса. С февраля по август 1917 года обязанности настоятеля обители исполнял священномученик Феофан, епископ Соликамский, который 11 декабря 1918 года принял мученическую смерть.
В 1928 году монастырь был закрыт, и его помещения были переданы калийному тресту ВСНХ СССР. В советские годы монастырь использовался как пересыльная тюрьма. Через него проходили многие репрессированные, среди которых были писатель Варлам Шаламов, поэт Михаил Танич и преподобный Кукша Одесский.
Возрождение монастыря началось в октябре 1998 года. Дата регистрации возрожденного монастыря — 21 октября 1999 года. В настоящее время службы совершаются в теплом приделе в честь Благовещения Пресвятой Богородицы Свято-Троицкого храма.
Архитектурный ансамбль монастыря включает Троицкий собор, построенный в 1684–1697 годах, который является памятником русского каменного зодчества и образцом архитектуры Соликамска XVII–XVIII веков. Собор построен на высоком сводчатом подклете, имеет пять глав и обширную обходную сводчатую галерею. Особенностью храма являются богатые декоративные элементы, включая изразцы с изображениями птиц, изготовленные в городе Орле на Каме.
