Монастырь основан в 1689 году на правом берегу Ангары. Первые постройки были деревянными, и к 1727 году срубленная в 1693 году Соборная Знаменская церковь пришла в ветхость. В 1762 году было отстроено каменное здание монастыря. Приделы и прочие объекты достраивались в течение нескольких лет.

В ночь с 6 на 7 февраля 1920 года в непосредственной близости монастыря были расстреляны Верховный правитель России Александр Колчак и председатель Совета министров Виктор Пепеляев. С приходом в Иркутск Власти Советов, в распоряжении местной епархии остаётся только здание церкви, а монастырь закрывается. В религиозных помещениях размещают отделы Гидроавиаторов.

В 1926 году Знаменский храм стал приходским, а с 1929-го начал выполнять функции кафедрального собора, так как Собор Богоявления был полностью закрыт для религии, а Казанский кафедральный собор и вовсе снесён. Спустя семь лет Знаменский храм вновь закрывают, в его зданиях размещаются авиаремонтные мастерские и гаражи.

Знаменская церковь была возвращена епархии в 1945 году. В 1948-ом ей был возвращён и статус кафедрального собора.

30 августа 1960 года комплекс Знаменского монастыря Постановлением Совета Министров РСФСР № 1327 (Приложение 1) переведён в ранг памятников архитектуры республиканского (федерального) значения и поставлен на государственную охрану.

С 1991 года в Знаменской церкви вновь покоятся мощи святителя Иннокентия Кульчицкого, а 27 августа 1994 года в монастыре был возрождён обряд пострига монахинь.