Основан Великим князем Василием III в 1524 году в честь Смоленской иконы Божией Матери в благодарность за взятие Смоленска. Первая настоятельница обители была прославлена как преподобная Елена Московская.
В монастыре пребывали (часто не по своей воле) особы из царского рода – первая из них сноха Ивана Грозного. Насильно постриженная в монахини супруга Петра I Евдокия Лопухина, а также три его сестры, в том числе и мятежная царевна Софья, окончили свои дни в кельях Новодевичьего монастыря. На средства царевны Софьи построены многие здания обители, дошедшие до наших дней.
В 1812 году французы заминировали обитель, но монахини успели залить водой горящие фитили. После революции монастырь закрыли, в его стенах располагался музей.
С 1964 года Лопухинские палаты монастыря служат резиденцией митрополитов Крутицких и Коломенских, а в 1994 году была возобновлена монашеская община. В некрополе монастыря захоронены многие выдающиеся люди, в том числе писатели Н.В. Гоголь и А.П. Чехов.
Среди святынь монастыря: Смоленская икона Божией Матери, Тихвинская икона Божией Матери, Иверская икона Божией Матери (один из древнейших списков, присланный на Русь с Афона).