Первая церковь Успенского монастыря была деревянной и просуществовала 32 года. В 1905 году её разобрали, чтобы построить на этом месте каменный храм, также освящённый в честь Казанской иконы Богородицы. Руководил строительством Ю. Скавронский, а проект, вероятно, принадлежал В.М. Васнецову.

Монастырь был основан в 1873 году как женская община, благодаря пожертвованиям пермских купцов Григория и Фёдора Каменских. 1 октября 1873 года архиепископ Пермский и Верхотурский Антоний освятил первую монастырскую церковь в честь Казанской иконы Божией Матери. Этот день считается днём основания Пермской женской обители, позже преобразованной в Успенский монастырь. При монастыре действовали женское училище, церковно-приходская школа, приют для девочек, гостиница, больница и богадельня. Сёстры наладили производство свечей и просфор, обеспечивая продукцией почти все храмы Перми. В монастыре также работали иконописная и золотошвейная мастерские.

За время существования обители было построено 27 корпусов и три храма: Успенский собор, Казанская церковь и храм в честь Жен-Мироносиц. Монастырь привлекал внимание, его посещали государственные деятели и Великая Княгиня Елизавета Фёдоровна, которая приезжала дважды: в 1914 году как паломница и в 1918 году как узница.

В ноябре 1920 года монастырь закрыли, имущество разграбили, а здания национализировали. Успенский собор разобрали в 1928 году. В цокольной части храма находилась усыпальница Каменских. Храм отличался оригинальной звонницей и двумя майоликовыми панно: с образом Казанской Божией Матери и Нерукотворного Спаса.

Монастырь был вновь открыт в 1993 году по благословению архиепископа Афанасия Кудюка. Настоятельницей стала монахиня Мария Воробьёва. 19 апреля 1995 года монастырю вернули здание Казанской церкви. Была организована женская община под духовным руководством протоиерея Иоанна Сексяева, будущего архимандрита Стефана.

25 марта 1993 года общину преобразовали в монастырь, а настоятельницей назначили монахиню Марию. Она приняла постриг в Хотьковском Покровском монастыре и привезла на Пермскую землю частицы мощей святых Кирилла и Марии Радонежских. В 1993 году в монастыре появились первые насельницы, и 3 мая игумен Варлаам Передернин совершил постриг семи сестёр. Сначала монахини жили на небольшой территории, так как трапезный корпус был возвращён частично. На службу они ездили на трамвае в Успенский храм в Разгуляе.

19 апреля 1995 года монастырю вернули здание Казанской церкви, и 25 апреля прошло первое богослужение, которое провёл протоиерей Николай Тетерин на переносном престоле из домовой церкви архимандрита Иоанна.

Реставрация Казанской церкви заняла несколько лет, и сегодня она является архитектурной достопримечательностью Перми. Главный престол освящён в честь Казанской иконы Божией Матери. В память о святых Елисавете Фёдоровне и инокине Варваре, а также о прежней Мироносицкой церкви, второй малый престол освятили в честь Всех Святых Жен.

В 1996 году монастырь посетил Патриарх Алексий II, который побывал в Казанском храме и сестринском корпусе, оставив сестрам образ Христа Спасителя. В 2000 году восстановили звонницу и провели реставрацию майоликовых панно.