Монастырь, основанный в 1856 году как женская община, получил официальный статус в 1868 году. До образования Татарской АССР в 1920 году эта территория относилась к Вятской губернии и Вятской епархии. Перед революцией Елабужский монастырь стал крупнейшим женским монастырём в епархии: в 1893 году в нём насчитывалось 250 сестёр, а к 1900 году, 273, включая послушниц. При монастыре работала школа, а также золотошвейная и живописная мастерские.

Главным благотворителем, благодаря которому монастырь был создан, был И. И. Стахеев. В 1856 и 1868 годах он пожертвовал более миллиона рублей на обустройство монастыря, что было редкостью для того времени. На эти средства были построены все здания обители, включая четыре храма, колокольню и шесть крупных жилых и хозяйственных корпусов, окружённых кирпичной оградой на восточной окраине Елабуги. Главный храм был посвящён Казанской иконе Божией Матери и представлял собой высокое пятишатровое сооружение в неорусском стиле. После революции собор был разрушен, но его восстановление началось в 2007 году, и 31 октября 2012 года храм был освящён митрополитом Казанским и Татарстанским Анастасием.

В 1918 году монастырь подвергся первым репрессиям. Формально он был закрыт, но фактически продолжал действовать до 1928 года как «православно-христианское религиозное общество», в котором оставались 243 человека, включая 173 монахини и послушницы, под руководством игуменьи Ангелины. В 1928 году монастырь был окончательно закрыт.

Возрождение монастыря началось в 1995 году. До открытия Зилантова монастыря в Казани в 1998 году он был единственным женским монастырём Казанской епархии. К началу 2000-х годов в обители проживало около 20 сестёр под руководством игуменьи Веры Шевченко. На территории монастыря действуют два храма: небольшой храм великомученицы Варвары, построенный в 1887 году, и большой храм в честь Казанской иконы Божией Матери, возведённый на месте разрушенного. Также имеется загородное подворье в селе Анзирка с действующим храмом Казанской иконы Божией Матери, построенным в 1858 году. Реставрационные работы в монастыре продолжаются, но идут медленно из-за нехватки средств. Основным благотворителем стала генеральный директор банка «Заречье» из Казани Наталья Владимировна Девятых, благодаря которой был отстроен главный храм и отреставрирован сестринский корпус.

В мае 2019 года в монастыре открылся музей «Дом Веры», рассказывающий о жизни обители с момента её основания. Созданию музея предшествовало участие монастыря в конкурсе президентских грантов, где он победил в номинации «Сохранение исторической памяти». На полученные средства, помимо создания музея, были организованы мероприятия по празднованию 150-летия открытия монастыря, которые прошли в сентябре 2018 года.