Монастырь был основан в 1689 году во второй половине XVII века на левом берегу реки Суры, неподалеку от крепости. Это старейший монастырь в городе. В 1880 году пензенский архитектор Михаил Андреевич Рудкевич реконструировал его, построив двухэтажный каменный храм Преображения Господня, известный как Спасо-Преображенский храм.

После екатерининской секуляризационной реформы монастырь остался без государственного содержания. В 1765 году сюда перевели монахов из упраздненного Мокшанского Казанского монастыря во главе с иеромонахом Питиримом, а в 1798 году, братьев из упраздненного Ферапонтова монастыря в Новгородской епархии. В 1794 году, по просьбе горожан, обитель была перенесена за пределы тогдашней городской черты, на место, где находились кладбище и каменная церковь Вознесения Господня.

Весной 1922 года советская власть дважды изымала церковное имущество в Спасо-Преображенском монастыре, в марте и апреле. В 1925 году монастырский некрополь прекратил свою деятельность и вскоре был ликвидирован, а чугунные надгробия переплавлены. Последние захоронения на кладбище были уничтожены в начале 1960-х годов.

21 сентября 2013 года в часовне, построенной на месте монастырского кладбища в 2003 году, были перезахоронены останки известного русского мецената Марии Киселевой и ее супруга, обнаруженные на месте разрушенного Троицкого храма.