Das Barnauler Frauenkloster zu Ehren der Kazan-Ikone der Gottesmutter wurde mit der Segnung von Makariy von Nizhny Novgorod gegründet. Im August 1900 wurde die Gemeinschaft in ein Kloster mit Gemeinschaftsleben umgewandelt, und die Nonne Parfenia wurde zur Äbtissin. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden hier Zellengebäude, Wirtschaftsgebäude errichtet und eine Schule für Mädchen eröffnet. Am 1. März 1895 wurde die Hauskapelle im Namen des Heiligen Innocentius von Irkutsk geweiht, am 8. Juli 1899 wurde der Grundstein gelegt, und am 1. Oktober 1904 wurde die Kathedrale zu Ehren der Kazan-Ikone der Gottesmutter geweiht. Am 20. Mai 1907 wurde das Gebetshaus zu Ehren der Wladimir-Ikone der Gottesmutter geweiht. Bis 1910 war das Kloster eines der größten Klöster Sibiriens, in dem 71 Nonnen und 81 Novizinnen lebten und drei Priester dienten. Im Kloster gab es eine kirchliche Schule, in der die Bewohnerinnen unterrichteten, sowie Werkstätten für Ikonenmalerei, Malerei, Matrizen und Goldstickerei.

Nach 1917 zogen Nonnen aus den verwüsteten Klöstern des Altai-Gebiets in das Kloster, und die Zahl der Schwestern stieg auf 300. Im Jahr 1920 wurde das Kloster in eine landwirtschaftliche Bogoroditskaja-Arbeitsgemeinschaft umgewandelt, und 1921 wurde es geschlossen und das Eigentum dem Provinzamt für Volksbildung übergeben. In den Klostergebäuden wurden Kurse für rote Lehrer, ein landwirtschaftliches Technikum und drei Waisenhäuser untergebracht, und in den Jahren 1925-1926 befand sich auf dem Klostergelände ein Gefängnis.

Die letzte Äbtissin, Äbtissin Mariamna Frolova, wurde Anfang 1921 als "eine der Aktivistinnen bei der Vorbereitung des Kulakenaufstands im Dorf Sorokino" verhaftet und zum Tode verurteilt, was in eine 10-jährige Haftstrafe umgewandelt wurde. 1924 wurde sie freigelassen, aber 1925 erneut verhaftet wegen "Versteckens von kirchlichen Werten" und bald darauf wieder freigelassen. 1938 wurde die Äbtissin ein drittes Mal verhaftet, für schuldig befunden, an einer "konterrevolutionären kirchlich-monarchistischen Aufstandsorganisation" teilgenommen zu haben, und am 11. März erschossen. Viele Schwestern wurden ebenfalls Repressionen ausgesetzt.

Von den Klostergebäuden sind die Kapelle, das Äbtissinnenhaus, das Pfarrhaus, die Schule und die Stadtmauer erhalten geblieben. Bis 2002 wurden die erhaltenen Gebäude zu einem Komplex "Frauenkloster der Kazan-Gottesmutter" zusammengefasst, dem am 30. Juni 1997 durch einen Beschluss der Altai-Kraj-Gesetzgebenden Versammlung der Status eines Denkmals von regionaler Bedeutung verliehen wurde. In den Klostergebäuden befindet sich jetzt eine Untersuchungshaftanstalt. Die Übertragung der Gebäude an die Kirche wird diskutiert, aber bisher ohne Ergebnis.