Según la tradición tagiliana, en 1855 el archimandrita Israel, abad del monasterio de Oten cerca de Novgorod, estableció una cruz en el lugar del futuro monasterio femenino de la Dolorosa y colocó en su base piedras de Jerusalén. Sin embargo, en el libro de S. G. Pavlovski, publicado en 1905, se presentan otros datos: el archimandrita Israel recibió la tierra de los Demidov para un monasterio y en 1889 envió su retrato con la solicitud de colocarlo en el comedor del monasterio que él fundó en 1886. También donó 500 rublos para la construcción.

La formación del territorio del futuro monasterio comenzó en 1864 con la construcción de la iglesia del cementerio de la Dolorosa, para la cual el comerciante I. I. Sergeev proporcionó fondos. Para 1911, la cerca del monasterio se extendía desde el edificio junto al río Malaya Kushva hasta el cementerio detrás de los altares de las iglesias. El monasterio poseía tierras en la zona del cabo Korablev, terrenos a orillas del río Olkhovka y tierras bajo la aldea de Petrokamenskoye.

La idea de crear una comunidad monástica femenina en Nizhni Tagil surgió a principios de la década de 1860 gracias a la viuda María Vasilyevna Navzorova. Las solicitudes para fundar el monasterio fueron presentadas al obispo de Perm, Efrem, en 1883 y 1884. En la última se indicaba que la sociedad de la fábrica de Nizhni Tagil estaba dispuesta a ceder 2 diezinas de tierra. El archimandrita Israel también abogó ante los Demidov, y antes de su muerte, Pavel Pavlovich Demidov asignó tierra para la comunidad. Sin embargo, la Consistoría de Perm rechazó las solicitudes debido a la falta de fondos de la comunidad, permitiendo fundar un hogar de caridad femenino, que fue dirigido por Ioann Flavianov.

En el hogar de caridad inicialmente residían 14 personas, y diez años después su número aumentó a 25. En 1892, el hogar de caridad contaba con dos casas de dos pisos, y para 1901 se construyeron otras dos. En 1897 se abrió una escuela de iglesia para mujeres, que en 1902 se convirtió en una escuela parroquial.

A lo largo de la década de 1890, el hogar de caridad presentó siete veces solicitudes para transformarse en un monasterio. En 1902 fue renombrado como comunidad femenina de la Dolorosa, y en 1904 se convirtió en un monasterio. La abadesa fue nombrada Feozva Kruze, quien se convirtió en la primera monja de Nizhni Tagil en 1903. En 1913, la igumenia María fue galardonada con una cruz de oro por sus esfuerzos en el embellecimiento de la comunidad.

En la década de 1910, el monasterio experimentó un florecimiento. Las hermanas se dedicaban a la agricultura, dirigían una escuela, cuidaban las tumbas y realizaban trabajos manuales. En el monasterio había talleres, y antes de la revolución, hasta 160 personas se dedicaban a la vida monástica.

En 1920, el monasterio fue cerrado y en su territorio se estableció un campo de concentración. En 1922, el campo fue disuelto y el territorio se destinó a un hogar infantil. En la década de 1930, las construcciones del monasterio se perdieron.

En la década de 1990, comenzaron los trabajos de restauración, y en 1998 se abrió el monasterio femenino de la Dolorosa. Desde 2011, la abadesa es María Stashevskaya. Hoy en día, en la comunidad hay 10 hermanas.