До основания монастыря на его нынешней территории с 1350 по 1799 годы располагалась архиерейская резиденция Коломенской епархии. В 1799 году, после упразднения Коломенской епархии, император Павел I распорядился преобразовать архиерейский дом в мужской монастырь. В 1800–1801 годах сюда была переведена часть братии из Богоявленского Голутвина монастыря, что обусловило название новой обители — Ново-Голутвин монастырь. Монастырю был присвоен второй класс, и в его стенах могли проживать до 17 монашествующих во главе с архимандритом.
Архитектурный ансамбль монастыря формировался на протяжении нескольких веков. Троицкий собор, построенный в 1705 году, является одним из ключевых сооружений обители. Храм украшен лепниной и росписью в стиле барокко, что придает ему особую художественную ценность. В 1680-х годах была возведена домовая Покровская церковь, которая претерпела значительную реконструкцию в 1823 году. В советский период храм использовался под различные нужды, но в 1989 году был возвращен церкви и освящен в честь Покрова Пресвятой Богородицы.
После революции 1917 года монастырь был закрыт, а его здания использовались для различных светских нужд, включая размещение отделения милиции, склада и патефонной фабрики. В 1970-х годах, после создания в Коломне историко-архитектурного музея-заповедника, начались реставрационные работы.
В 1989 году монастырь был возрожден как женская обитель. С тех пор сестры занимаются различными послушаниями, включая иконопись, реставрацию, медицинское служение и воспитание детей. При монастыре действует врачебный центр святой блаженной Ксении Петербургской, оказывающий бесплатную медицинскую помощь всем нуждающимся.
В настоящее время Свято-Троицкий Ново-Голутвин женский монастырь является крупнейшей женской обителью на территории Москвы и Подмосковья. Сестры активно участвуют в социальной жизни, обучают детей в воскресной школе, заботятся о сиротах, разводят редкие породы собак и лошадей. Монастырский хор известен своими выступлениями на фестивалях и церковных праздниках в России и Европе.
Святыни монастыря включают частицы мощей апостолов Петра и Павла, Андрея Первозванного, Луки, равноапостольного князя Владимира, великомучеников Пантелеимона и Георгия Победоносца, а также иконы с частицами мощей других святых. Чтимыми являются икона Божией Матери «Скоропослушница», икона великомученика Пантелеимона с частицей мощей и другие.
