В 1804 году митрополит Гавриил, находясь в Одессе, познакомился с молдавским дворянином Александром Теутулом, чьи владения, состоявшие из двух участков по 25 десятин, располагались на берегу моря в районе Большого Фонтана. Александр Теутул неоднократно выражал митрополиту желание построить там церковь и маяк. В 1814 году он передал митрополиту Гавриилу письменное свидетельство о передаче своего фонтанского поместья Кишиневской митрополии. История этого щедрого пожертвования полна трагизма. Однажды вечером Теутул развел костры на высоком берегу моря. Греческое судно, направлявшееся в Одессу, приняло огни за маяк, сбилось с курса и разбилось, что повлекло за собой гибель нескольких человек. Потрясенный случившимся, Теутул, видя в этом связь с неисполненным обетом, одарил выживших моряков и пожертвовал свое поместье Церкви для строительства храма и маяка, чтобы предотвратить подобные трагедии. Митрополит Гавриил обратился к одесскому губернатору Дюку де-Ришелье, и вскоре было получено разрешение на оформление купчей крепости на пожертвованную землю.

К 1837 году монастырю принадлежало более 158 десятин земли, что составляло 173 гектара. Во второй половине XIX века его земельные угодья увеличились, и к 1910 году они достигли 356 десятин, что составляло почти 390 гектаров. В настоящее время монастырь владеет лишь чуть более 6 гектарами земли. Во время Крымской войны 1853-1856 годов братия Свято-Успенского Одесского монастыря молилась о защите от "нашествия иноплеменников", даровании мира, сохранении православной веры и спасении душ.

В XIX веке Одесса стала крупным городом, что объясняется, в том числе, и тем, что через нее проходил путь паломников на православный Восток: в Святую Землю и на Святую Гору Афон. Одессу называли "вратами Иерусалима", здесь находились подворья афонских монастырей: Пантелеимоновского, Андреевского, Ильинского. Благодаря этому Свято-Успенский Одесский монастырь имел значительное значение для православных паломников, для жизни города и всего юга России, оказывая благотворное влияние на духовное и культурное развитие Причерноморья.

До 1922 года монашеская жизнь в Свято-Успенской Одесской обители продолжалась. После закрытия монастыря в 1922 году насельники были рассеяны по всей России. В 1944 году началось его возрождение. В 1946 году монастырь посетил Святейший Патриарх Московский и всея Руси Алексий I, и с этого времени здесь была устроена летняя резиденция Патриарха, который стал ежегодно приезжать в обитель. В связи с этим монастырь стали именовать Патриаршим.

В 1988 году, в год 1000-летия Крещения Руси, над Свято-Никольской церковью был установлен шлемовидный купол и перестроена колокольня.

Настоящий расцвет обитель достигла при митрополите Агафангеле, который активно трудится над благоукрашением монастыря. Под его руководством построены новый собор в честь иконы Божией Матери "Живоносный Источник" и колокольня с храмом в честь святых князей Бориса и Глеба, ставшая шедевром одесской архитектуры.

В 1964 году в монастыре скончался бывший афонский монах, известный старец схиигумен Кукша Величко, прославленный за свои подвиги веры и дар прозорливости.

В 2006 году на монастырском кладбище была построена деревянная часовня в честь святых мучениц Веры, Надежды, Любови и их матери Софии, где теперь читается неусыпаемая псалтирь за живых и умерших.