Основание монастыря связано с именем Марии Константиновны Шерстюковой, дочери донского казака. Получив благословение на монашеские труды в Белогорье во время паломничества в Киево-Печерскую лавру, Мария начала копать пещеры, что первоначально вызывало противодействие местного населения и властей. Однако, после тщательного расследования, проведенного по указу императора Александра I, было признано искренность ее намерений, и из государственной казны было выделено 2 500 рублей на строительство пещерного храма. Храм был освящен 30 августа 1819 года в честь святого Александра Невского.
При жизни Марии пещеры достигли протяженности более 212 метров. После ее смерти в 1822 году копание пещер продолжилось, и они были расширены до 985 метров. Среди продолжателей ее дела были Иоанн Алексеевич Тищенко, А. Н. Васильченко (в монашестве Антоний), Д. И. Ляпин и братья А. и П. Мандрусенко. Община при пещерном храме активно развивалась, и к 1866 году пещерная братия была приписана к Дивногорскому Успенскому мужскому монастырю как скит. В 1882 году монастырь был преобразован в мужской общежительный Воскресенский Белогорский монастырь.
Архитектурно монастырь включал несколько храмов: пещерный храм святого Александра Невского, наземный Воскресенский собор, храм в честь святителя Митрофана Воронежского и храм Вознесения Господня. Также были построены каменная колокольня, братские корпуса и другие хозяйственные постройки. Монастырь владел значительными земельными угодьями, садом, огородом, пчельником, скотом, кирпичным заводом и рыбным промыслом.
После Октябрьской революции монастырь был разорен: земли конфискованы, насельники разогнаны, храмы разрушены, а пещеры использовались не по назначению. Мощи основательницы Марии и ее сподвижника Иоанна были утрачены. На территории монастыря был устроен зерноток.
В 1997 году пещерный комплекс был передан Воронежской епархии Русской Православной Церкви. В 2003 году началась подготовка к возрождению монастыря, а 12 сентября 2004 года была совершена первая Божественная литургия. Официально монастырь был открыт 2 октября 2013 года решением Священного Синода Русской Православной Церкви.
В настоящее время монастырь активно развивается: восстановлены пещерный храм святого Александра Невского и нижний пещерный храм Святого Духа. Построены деревянный храм святителя Спиридона Тримифунтского и другие хозяйственные постройки. Братия монастыря занимается восстановлением обители, организацией богослужений и привлечением паломников.
