Основательницей и строительницей монастыря стала крестьянская девушка из деревни Михайловка Бузулукского уезда, Евфимия Герасимовна Овсянникова.

В 1835 году купцы и мещане Бузулука выделили Евфимии Герасимовне Овсянниковой четыре десятины земли на окраине города, рядом с кладбищем, для создания женской обители.

20 сентября 1848 года был заложен первый деревянный корпус с домовой церковью в честь Святителя Николая Мирликийского Чудотворца. Уже 30 января 1849 года этот храм был освящен. 30 июня 1850 года Преосвященный Иосиф, Епископ Оренбургский и Уфимский, заложил каменный трехпрестольный храм во имя Пресвятой Богородицы, посвященный Ее чудотворному Тихвинскому образу.

В 1860 году община была преобразована в общежительный монастырь в честь Тихвинской иконы Божией Матери, став первой женской обителью в Самарской Епархии. В 1861 году завершилось строительство каменного холодного трехпрестольного храма, который был освящен 10 октября того же года.

На южной стороне монастырской ограды 8 сентября 1865 года началось строительство третьего теплого храма во имя Святой Троицы. Он был освящен 16 сентября 1869 года Преосвященным Герасимом, Епископом Самарским и Ставропольским, вместе с примыкающим к нему каменным одноэтажным корпусом. В 1890 году завершилось строительство каменной колокольни, на которую 8 сентября был поднят колокол весом 308 пудов 35 фунтов, пожертвованный анонимным благотворителем.

Первые насельницы общины, которых тогда было около 100 человек, активно участвовали в строительстве: они сами доставляли воду, кирпич, песок и известь, а также поднимали кирпичи на верхние этажи строящихся зданий. Все постройки были возведены на добровольные пожертвования.

В январе 1929 года Тихвинский Богородицкий женский монастырь был закрыт, и его помещения использовались как пересылочная тюрьма, а затем для нужд энергоснабжения, гаражей и авторемонтных мастерских, часть зданий была приспособлена под жилье. В 2000 году Бузулукский женский монастырь был вновь открыт при кладбищенской церкви Всех Святых, в двухстах метрах от старых построек обители.

Главной святыней монастыря является Тихвинская икона Пресвятой Богородицы, копия иконы из города Тихвина. Икона была подарена обители генеральшей Путятиной в 1847 году в Санкт-Петербурге. До закрытия монастыря она находилась в главном Тихвинском соборе, а после закрытия сестры спрятали и сохранили ее. Сейчас икона находится в церкви Всех Святых и является главной святыней монастыря.

Церковь во имя Всех Святых, также известная как Кладбищенская или Всехсвятская, была построена в 1901 году сыновьями купца первой гильдии Герасима Киселева в память об отце. В 1937 году церковь закрыли, и она использовалась как архив, зернохранилище и склад оружия. 8 июля 1947 года храм был вновь открыт и освящен. Сейчас церковь передана восстанавливающемуся Свято-Тихвинскому Богородицкому Бузулукскому женскому монастырю. 9 июля 2015 года в Бузулуке состоялось историческое событие: было подписано соглашение о передаче Русской Православной Церкви исторического комплекса зданий и территории Свято-Тихвинского Богородицкого женского монастыря.