La date exacte et les circonstances de la fondation du monastère restent inconnues. Les moines pensent que le monastère a été fondé au plus tard au XIVe siècle. Selon la légende, une paysanne pieuse a trouvé une petite icône de saint Nicolas le Miracleux près de la rivière Shakhma, anciennement appelée Shartoma, et peu après, un monastère dédié à saint Nicolas a été fondé à proximité. Selon une autre version, le monastère a été fondé par des moines fuyant Souzdal après l'invasion mongole. La première mention documentaire du monastère apparaît dans un acte spirituel de 1425, signé par l'archimandrite du monastère de Shartom, Konon. Dans ce document, la princesse Maria cède une partie de ses terres au monastère de Spaso-Euphémie de Souzdal et au monastère de Shartom. Les terres offertes et la présence d'un archimandrite témoignent de l'influence significative du monastère à l'époque. En 1506, le grand-duc Vassili III a accordé au monastère un acte de non-condamnation, et en 1553, le tsar Ivan IV a transféré au monastère des villages des possessions des princes Gorbaty, soulignant ainsi la croissance de son importance. Le XVIIe siècle s'est avéré moins favorable : pendant le Temps des Troubles, le monastère a souffert des raids polono-lituaniens.

En 1624, le monastère a de nouveau été attaqué par des bandits, qui ont tué plusieurs moines et volé le trésor. En 1645, sous l'archimandrite Ioasaf, le monastère a été complètement détruit par la foudre. Après l'incendie, le monastère a commencé à être reconstruit en pierre à un nouvel emplacement, plus près de l'embouchure de la Molokhta. Le premier bâtiment en pierre a été la cathédrale de Nicolas.

Avec le temps, le monastère a perdu de son importance. La réforme de la sécularisation de 1764 a porté un coup à sa prospérité matérielle : d'importantes possessions ont été confisquées, et les monastères subordonnés, tels que le monastère de la Trinité de Shuia et d'autres, ont été fermés ou transformés en églises paroissiales. Le monastère est devenu un monastère de troisième classe avec 12 moines, dirigé par des higoumènes. Jusqu'au milieu du XIXe siècle, la foire de Nicolas se tenait chaque année aux murs du monastère, attirant des marchands des régions environnantes. Au XVIIIe siècle, le monastère était soutenu par des nobles du district de Shuia et des marchands de Yaroslavl, Rostov le Grand, Kineshma et Shuia. Au XIXe siècle, avec l'arrivée du chemin de fer, les foires ont perdu de leur importance, ce qui a eu un impact négatif sur la prospérité du monastère. À la fin du XIXe siècle, le monastère a connu des difficultés financières et a à plusieurs reprises sollicité de l'aide auprès du Saint-Synode et de bienfaiteurs. Malgré le soutien des fabricants de Shuia et d'Ivanovo-Voznessensk, après la construction de la ligne de chemin de fer Shuia-Ivanovo-Voznessensk, qui a détourné le flux de voyageurs, le monastère est progressivement devenu pauvre. Au milieu des années 1920, le monastère a été fermé, les cellules sont devenues des logements pour les habitants du village de Vvedenie, touchés par un incendie, et les bâtiments de l'église ont été utilisés comme entrepôts pour le kolkhoze local jusqu'au début des années 1980. En 1960, le complexe du monastère de Nikolo-Shartomski a été placé sous protection d'État en tant que monument d'architecture cultuelle. À l'automne 1990, le monastère a été restitué à l'Église orthodoxe russe. À ce moment-là, une partie des bâtiments était déjà en ruines. La restauration a commencé au milieu des années 1980 et se poursuit encore aujourd'hui avec la participation de la communauté monastique.

Avec plus de 100 habitants, c'est l'un des plus grands monastères masculins de Russie. Le monastère s'occupe de travaux de construction et agricoles, ainsi que d'activités spirituelles et éducatives. Des offices sont célébrés quotidiennement selon le rite monastique. En 2012, l'administration diocésaine de la nouvelle diocèse de Shuia y a été installée.

Plusieurs églises à Ivanovo, Shuia, Iourievets et le village de Paleh sont des dépendances du monastère de Nikolo-Shartomski. À Ivanovo, un orphelinat pour garçons a été créé. Dans les dépendances, un travail spirituel et éducatif est mené et des discussions non liturgiques sont organisées.