Согласно тагильскому преданию, в 1855 году архимандрит Израиль, настоятель Отенского монастыря под Новгородом, установил крест на месте будущей Скорбященской женской обители и положил в его основание камни из Иерусалима. Однако в книге С. Г. Павловского, изданной в 1905 году, приводятся другие сведения: архимандрит Израиль получил землю от Демидовых для общежития и в 1889 году отправил свой портрет с просьбой разместить его в трапезной обители, которую он заложил в 1886 году. Он также пожертвовал 500 рублей на строительство.

Формирование территории будущего монастыря началось в 1864 году со строительства Скорбященской кладбищенской церкви, на которую средства выделил купец И. И. Сергеев. К 1911 году ограда монастыря простиралась от здания у речки Малая Кушва до кладбища за алтарями храмов. Монастырю принадлежали земли в районе Корабельного мыса, угодья на реке Ольховке и земли под селом Петрокаменским.

Идея создания женской монашеской общины в Нижнем Тагиле возникла в начале 1860-х годов благодаря вдове Марии Васильевне Навзоровой. Прошения об основании обители подавались епископу Пермскому Ефрему в 1883 и 1884 годах. В последнем указывалось, что общество Нижнетагильского завода готово уступить 2 десятины земли. Архимандрит Израиль также ходатайствовал перед Демидовыми, и перед своей смертью Павел Павлович Демидов выделил землю для общины. Однако Пермская Консистория отказала в прошениях из-за недостатка средств у общины, разрешив основать женскую богадельню, которую возглавил Иоанн Флавианов.

В богадельне изначально проживало 14 человек, а через 10 лет их число возросло до 25. В 1892 году богадельня располагала двумя двухэтажными домами, а к 1901 году было построено еще два. В 1897 году открылась женская церковная школа, которая в 1902 году стала церковно-приходской.

На протяжении 1890-х годов богадельня семь раз подавала прошения о преобразовании в монашескую обитель. В 1902 году она была переименована в Скорбященскую женскую общину, а в 1904 году стала монастырем. Настоятельницей была назначена Феозва Крузе, которая стала первой монахиней Нижнего Тагила в 1903 году. В 1913 году игумения Мария была награждена золотым наперсным крестом за труды по благоустроению общины.

В 1910-х годах монастырь переживал расцвет. Сестры занимались сельским хозяйством, вели школу, ухаживали за могилами и занимались рукоделием. В обители были мастерские, а перед революцией в монастыре подвизались до 160 человек.

В 1920 году монастырь был закрыт, и на его территории разместился концентрационный лагерь. В 1922 году лагерь был расформирован, а территория передана под детский дом. В 1930-х годах монастырские постройки были утрачены.

В 1990-х годах начались восстановительные работы, и в 1998 году был открыт Скорбященский женский монастырь. С 2011 года настоятельницей является игумения Мария Сташевская. Сегодня в обители подвизается 10 сестер.