В 1859 году Оренбургское Городское управление бесплатно предоставило женской общине 10 десятин земли к северу от христианского кладбища. На этой земле купцы Николай и Стефан Михайловичи Деевы построили несколько зданий. К 1864 году число сестер увеличилось настолько, что началось строительство первого капитального здания, «белого» келейного корпуса, завершенного в 1865 году. 17 февраля 1866 года была официально открыта Успенская женская община, и в честь этого события началось строительство домовой церкви святителя Николая, освященной в 1867 году. 20 октября 1867 года община получила разрешение на собственную печать. 9 августа 1867 года настоятельница общины, монахиня Татьяна Алексеевна Коннова, была пострижена под именем Таисии. Указом Святейшего Синода от 28 сентября 1872 года община была переименована в Успенский общежительный монастырь. По другим данным, это произошло 15 января 1874 года. 24 февраля 1874 года монахиня Таисия была возведена в сан игуменьи с вручением жезла.

В 1868 году началось строительство главного двухэтажного храма Успения Пресвятой Богородицы по проекту архитектора К.А. Тона. Храм возводился на благотворительные взносы и средства, собранные оренбургскими монахинями по всей России. Первый престол был освящен 14 сентября 1875 года, а последний, 30 сентября 1884 года. В 1885 году началось строительство пятиярусной колокольни, завершенное в 1888 году. На ее втором этаже в 1893 году была устроена церковь в честь Иверской иконы Божией Матери, а 12 сентября 1906 года на средства и усилиями иеромонаха Виталия на колокольне установили башенные часы. Первая игуменья Таисия, скончавшаяся в 1891 году, считается основательницей монастыря, а ее преемница игуменья Иннокентия, строительницей. Ее труд был отмечен наградами, включая Золотой наперсный крест с украшениями, врученный 6 мая 1912 года.

После революции, в 1920-х годах, здания монастыря использовались ГУБОНО и ФАКТ для размещения детских домов, медтехникума, мастерских, школы, детского городка и совпартшколы. С ноября 1926 года все корпуса были переданы в аренду Военной школе авиационного боя для размещения семей летчиков. Были разобраны храмовые постройки и каменная ограда, разрушены фамильные склепы и могилы кладбища, на которых долгое время стояли машины воинской части. От сиреневых садов остались лишь отдельные кусты. На территории построили каменные производственные и жилые здания. В 1998 году, в связи со строительством многоэтажного жилого дома, были снесены постройки скотного двора и каменный флигель.

В послевоенный советский период территория монастыря находилась под управлением Министерства обороны РФ. Лишь в 2010 году, после долгих обращений Русской Православной Церкви, было возвращено здание монастырской трапезной. По благословению митрополита Валентина, монахиня Флора с декабря 2006 года занималась оформлением документов и переговорами с «Росимуществом» и Министерством обороны о возврате зданий и земель, принадлежавших Свято-Успенскому Оренбургскому женскому монастырю. В августе 2010 года здание трапезной было возвращено.