Вознесенский монастырь был основан в 1690 году епископом Тамбовским и Козловским Питиримом на северной окраине города, в месте слияния рек Студенца и Гаврюшки. Первой настоятельницей стала его сестра Екатерина.

В 1724 году монастырь пострадал от пожара и был восстановлен только к 1744 году, когда была возведена монастырская стена. В ходе секуляризационной реформы 1764 года монастырь планировали закрыть, но этого не произошло благодаря его мастерским и самостоятельному хозяйству. Вознесенская обитель получила статус штатного третьеклассного монастыря с финансированием в 375 рублей.

В 1791 и 1798 годах в монастыре была построена каменная церковь Вознесения Господня с приделами святителя Николая Чудотворца и святой великомученицы Екатерины. В 1816 и 1820 годах появилась церковь иконы Божией Матери «Всех Скорбящих Радость».

В 1891 году вдоль улицы Московской был построен корпус для престарелых монахинь с домовой церковью во имя Антония Печерского.

Конец XIX и начало XX века стали временем расцвета для Вознесенской обители. Были возведены двухэтажный каменный корпус, странноприимный дом, баня, прачечная и теплая водоразборная будка. В 1912 году по проекту В. И. Фрейдмана построили двухэтажную трапезную. В монастыре занимались ткачеством, изготовлением архиерейских митр, вышивкой икон, а также ухаживали за садом и пчельником. На храмовый праздник у стен монастыря проводилась пятидневная Вознесенская ярмарка.

Разрушение монастыря началось в декабре 1918 года. В 1925 году Вознесенский храм был закрыт, ценности расхищались, а в 1927 году храм передали горсовету для культурно-просветительных целей, сняв колокола с колокольни.

Скорбященский храм в 1929 году был передан в ведение окрархива и взят под охрану государства. С начала 1930-х годов Вознесенская церковь в документах уже не упоминалась.

5 декабря 1979 года решением Облисполкома монастырь был взят под охрану как памятник местного значения.

В 1988 году, в связи с тысячелетием Крещения Руси, монастырь был возвращен Русской Православной Церкви, и Архиепископ Тамбовский и Мичуринский Евгений Ждан назначил иерея Николая Торопцева в Скорбященский храм.

22 декабря 1992 года началось возрождение монастырской обители.