В 1689 году деревянная церковь Введения Пречистой Богородицы была разобрана, и на ее месте началось строительство первого каменного соборного храма во имя Введения Пресвятой Богородицы с пределом в честь преподобного Пафнутия Боровского.

К середине XVIII века храм пришел в упадок, и в 1750 году его разобрали, чтобы возвести новый, также посвященный Введению Пресвятой Богородицы. Он имел пределы: с южной стороны, преподобного Пафнутия Боровского, с северной, святого великомученика Феодора Стратилата.

Сначала был завершен предел Пафнутия, который освятили в 1759 году. Однако работы по внутренней отделке собора затянулись, и главный предел вместе с пределом в честь великомученика Феодора Стратилата освятили только в 1771 году.

С началом процветания обители в XIX веке Введенский собор стал тесен для увеличившегося числа братии и паломников. В 1837 году храм расширили, добавив два предела. С южной стороны появился новый предел в честь святителя Николая Чудотворца, а прежний предел в честь преподобного Пафнутия Боровского перенесли в новый северный предел. Предел великомученика Феодора Стратилата переместили в Казанский.

В 1870 году, после росписи всего храма, главный и боковые пределы были вновь освящены. После революции соборный храм монастыря закрыли. Возрождение обители началось в 1987 году. В 1988 году освятили главный предел в честь Введения Пресвятой Богородицы и южный предел в честь святителя Николая Чудотворца. Северный предел собора освятили 9 апреля 1989 года в честь новопрославленного угодника Божия, преподобного Амвросия, старца Оптинского.

В храме покоятся и открыты для поклонения мощи преподобных старцев Оптинских, Амвросия и Нектария. Иконописцы обители продолжают роспись собора, и в 2010 году завершили роспись алтаря придела в честь преподобного Амвросия Оптинского.