Монастырь, посвященный Спасу Нерукотворному, был окончательно выделен в конце XVI века из Николо-греческого монастыря, одного из старейших в Москве, основанного в XIV веке при освоении территории Китай-города. Первое упоминание о Спасском монастыре на Никольской улице относится к 1635 году, но он был включен в план Москвы, составленный Сигизмундом на основе описей конца XVI века эпохи Бориса Годунова. В монастыре находилась крупная иконная лавка, что определило его название Заиконоспасский. В 1660-х годах на средства боярина и воеводы Ф. Волконского были проведены значительные работы по благоустройству монастыря.

В 1665 году настоятелем монастыря стал известный просветитель и энциклопедист XVII века Симеон (Полоцкий), который основал в монастыре школу для дьяков московских приказов. В 1680 году его сменил ученик Сильвестр (Медведев), составивший первый устав Славяно-греко-латинской академии при царе Федоре Алексеевиче. Однако из-за скорой смерти царя и последовавшей "стрелецкой смуты" академия была открыта только в 1685 году, первоначально в соседнем Богоявленском монастыре.

Основателями академии стали греческие монахи, братья Иоаким и Софроний Лихуды, дипломанты Падуанской академии. Программа академии включала широкий круг гуманитарных и естественно-научных дисциплин, а самым известным ее учеником стал М.В. Ломоносов. С появлением при Петре I новых центров светского образования Заиконоспасская академия постепенно стала центром высшего церковного образования. Она оставалась в монастыре до 1814 года, когда была переведена в Троице-Сергиеву лавру и преобразована в Духовную Синодальную академию.

Современный архитектурный комплекс монастыря в основном относится к концу XVII и первой трети XVIII веков. В середине 1680-х годов на средства греческого иеродьякона Милетия были проведены работы по благоустройству для размещения академии. В это время структура монастыря приобрела регулярный характер, с корпусами, образующими парадную площадь перед собором 1660-х годов.

С приданием академии государственного статуса в 1701 году началось обновление собора, которое продолжалось до 1730-х годов с участием архитекторов И. Зарудного и И. Мичурина. Новый собор стал выдающимся памятником архитектуры Москвы первой трети XVIII века. Он расположен на гряде Китай-города, в сторону реки Неглинки, и до сих пор замыкает панорамы из Занеглименья. Собор стоит на высоком цоколе и имеет оригинальное конструктивно-художественное решение, характерное для архитектуры Москвы того времени.

В начале XX века на улице Никольской было построено здание Никольских торговых рядов по проекту Л.Н. Кекушева, одно из лучших зданий Москвы эпохи модерна. Фасад здания украшен лепной декорацией с цветочными гирляндами и фигурами грифонов.

Заиконоспасский монастырь был закрыт в 1929 году и возобновлен в качестве Патриаршего подворья в 1992 году. Ансамбль прошел реставрацию при подготовке культурной программы Олимпиады 1980 года. В соборе были проведены восстановительные работы при организации прихода в 1991 году.