Троице-Сыпанов Пахомиево-Нерехтский монастырь основан во второй половине XIV века преподобным Пахомием Нерехтским, сыном священника Никольской церкви города Владимира. Приняв монашеский постриг во владимирском Богородице-Рождественском монастыре, преподобный Пахомий был поставлен святителем Алексием, митрополитом Московским, во игумена Константино-Еленинской обители близ Владимира. Впоследствии он оставил эту должность и поселился на берегу реки Солоницы при впадении в нее речки Гридевки, в местности, издревле именовавшейся Сыпаново.
Между 1365 и 1378 годами преподобный Пахомий при помощи местных жителей построил деревянный храм во имя Живоначальной Троицы, для которого написал храмовую икону Пресвятой Троицы. Были сооружены кельи для братии и гостиница для паломников. По молитвам преподобного у подножия монастырской горы забил святой источник. Преподобный Пахомий скончался 21 марта 1384 года и был погребен у алтаря Троицкого храма.
В 1675-1676 годах на месте обветшавшего деревянного храма возвели каменный пятиглавый Троицкий собор. При строительстве 6 мая 1675 года были обретены мощи основателя монастыря, которые оставили под спудом в специально устроенном Пахомиевом приделе. В 1679-1686 годах построили теплую Покровскую церковь, в 1683-1684 годах - шатровую колокольню. К 1689 году завершилось строительство каменных келий, ограды со Святыми воротами и хозяйственных построек, сформировавших архитектурный ансамбль монастыря.
В 1764 году в ходе монастырской реформы обитель была упразднена и преобразована в приходской храм. В 1832-1865 годах в Троицком храме служил протоиерей Михаил Диев, известный церковный историк и краевед. В 1937 году храм был закрыт, а его последний настоятель священник Василий Разумов расстрелян. Здание использовалось как склад и постепенно пришло в запустение.
22 декабря 1992 года Священный Синод Русской Православной Церкви принял решение о возрождении монастыря как женской обители. 17 февраля 1993 года монастырские здания были переданы Костромской епархии. В настоящее время Троицкий храм восстановлен, построены новые сестринский корпус и богадельня. К монастырю приписаны Никольская часовня в Костроме и Владимирский собор в Нерехте, где находится чудотворная Владимирская-Нерехтская икона Божией Матери.