Монастырь основан иезуитами в 1630-х годах. После вхождения Смоленска в состав Московского государства в него были переведены старицы Оршанского Кутеинского монастыря, а сам он преобразован в женский православный монастырь.

По преданию, в 1660-е годы в монастыре воспитывалась мать Петра I Наталья Кирилловна Нарышкина, дочь переведённого в Смоленск полковника Кирилла Полуектовича Нарышкина. Этот факт, впервые изложенный смоленским краеведом И.И. Орловским (1869-1909), оспаривается современными исследователями. Есть основания полагать, что родители Натальи Нарышкиной похоронены на кладбище при Вознесенском монастыре (могила не сохранилась).

В 1693 году старая деревянная церковь была разобрана, и, по указу Петра I, началось строительство каменной Вознесенской церкви. Её заложил московский зодчий О. Старцев (1693-1694), строил московский зодчий Д. Калинин, заканчивал строительство К. Мымрин (1701-1704). Работы под их руководством вели каменщики из ярославских крестьян и смоленские стрельцы. Средства на постройку церкви были выделены из казны. Строительство осложнилось повреждениями, которые в 1697 году нанёс недостроенной церкви сильный ураган. По указу Петра I, в числе пострадавших от стихии и восстанавливаемых в первую очередь объектов находились и постройки Вознесенского монастыря.

Считается, что в облике собора сказались черты архитектуры петровского времени. Собор двухэтажный, на первом этаже располагается церковь прп. Сергия Радонежского. Екатерининский придел – небольшой одноглавый храм – пристроен в 1764-1765 годах в формах раннего классицизма. Надвратная церковь Ахтырской Божьей Матери возведена в 1830 году по проекту губернского архитектора Альшевского в классическом стиле.

В конце 1920-х годов здание Вознесенского собора было отдано под клуб рабочих типографии. Колокола пошли на нужды индустриализации, судьба иконостаса и часов с колокольни неизвестна. В годы Великой Отечественной войны собор сильно пострадал. Отреставрирован в 1968-1969 годах (по проекту Г.М. Аптекина и В.В. Шеко), интерьер (по проекту С.В. Шестопала) приспособлен под выставочный зал.

В 2004 г. решением Священного синода открыт Спасо-Вознесенский женский монастырь.

В 2006 г. монастырю передана церковь великомученицы Екатерины исторического Вознесенского монастыря. В 2009 году монастырю передан второй этаж Вознесенского собора и храм Ахтырской Божией Матери.

6 октября 2010 г. решением Священного Синода на должность настоятельницы Спасо-Вознесенского женского монастыря с возложением наперсного креста по должности назначена монахиня Елисавета (Киселева).

В настоящее время обитель активно восстанавливается. Так, 8 августа 2010 г., в праздник Всех Святых, в земле Смоленской просиявших, состоялся чин освящения звонницы и поднятия колоколов возрождающегося Спасо-Вознесенского женского монастыря. Новая звонница на данный момент является самой большой в Смоленской епархии – она насчитывает 14 колоколов. Колокола были отлиты в лучших мастерских Балтийского литейного завода. Самый большой колокол весит 5 тонн, а общий вес звонницы составляет более 10 тонн.

В начале сентября 2010 года освящён и установлен главный купольный крест Спасо-Вознесенского женского монастыря, который имеет 4 метра в высоту и 3 метра в ширину.

В монастыре совершаются богослужения, при обители работает епархиальная швейная мастерская и иконописная мастерская.