Свято-Троицкий женский монастырь основан во второй четверти XVII века купцом Тарасием Цветновым на месте, которое ранее называлось Старое Вышнее городище. Согласно преданию, еще в XII веке святой благоверный князь Константин, считающийся крестителем Мурома, поставил деревянную церковь во имя святых князей-страстотерпцев Бориса и Глеба.
В 1642—1643 годах на месте деревянного храма был возведён Свято-Троицкий каменный собор, сохранившийся до настоящего времени. А в 1643 г. Тарасий Цветнов получил у епископа Рязанского и Муромского разрешение на основание при соборе монастыря. На месте построенной в XIV веке деревянной церкви Святой Троицы был воздвигнут Троицкий собор. Рядом с ним на одном фундаменте были построены Казанская надвратная церковь и колокольня. Окончательно ансамбль монастыря сформировался в XIX веке, когда были достроены келейные корпуса, каменная ограда и здание церковно-приходской школы.

Собор создан в стиле русское узорочье, что отличает его от других муромских храмов. Главным украшением Свято-Троицкого собора являются кованые золочёные кресты — шедевры кузнечной работы муромских умельцев XVII века, — и поливные изразцы того же столетия с разнообразными орнаментами. Это придает Троицкому собору особое изящество. Надвратную шатровую церковь во имя Казанской иконы Божией Матери и прорезную многоярусную колокольню в южной части монастыря построили 1648—1652 годах.

В 1923 году монастырь был закрыт и пустовал долгие годы.С приходом совестной власти монастырь был закрыт, но не был разрушен — считался памятником архитектуры и охранялся государством. В 1975 году на территорию монастыря из деревни Красново соседнего Меленковского района был привезён деревянный храм в честь преподобного Сергия Радонежского, который является памятником деревянного зодчества начала XVIII века.

Открытие Свято-Троицкого монастыря состоялось в день памяти святых страстотерпцев Бориса и Глеба — 15 мая 1991 года. 22 мая 1991 года в монастырь приехала монахиня Рижского Свято-Троице-Сергиева монастыря Тавифа (Горланова), возглавившая позднее обитель в сане игумении.  Богослужебная и монашеская жизнь здесь возобновилась в 1991 году.

Одной из первых святынь монастыря является Виленский крест-мощевик, который хранится здесь еще с момента его основания. 15 мая 1996 года к пятилетию возрождения обители, древняя монастырская святыня была возвращена обители из городского историко-художественного музея.

В монастыре хранится также посох последней перед закрытием монастыря в 1923 году игуменьи Рипсимии (Слюняевой).

Главной святыней обители являются мощи святых благоверных князя Петра и княгини Февронии. Во времена советской власти они хранились в Благовещенском мужском монастыре, а до 1921 года — в Рождественском соборе города Мурома. Мощи святых были перевезены сюда в 1992 году.  Каждый день тысячи паломников приезжают сюда, чтобы поклониться святым супругам — покровителям православной семьи и брака, и помолиться им о помощи в решении проблем в личной жизни. По воскресным дням у открытой раки с мощами Петра и Февронии совершается водосвятный молебен с чтением акафиста.

И все же главным храмом, с которым, прежде всего, ассоциируются имена святых Петра и Февронии — это Троицкий собор Свято-Троицкого монастыря в Муроме. Здесь покоятся их мощи. Ежедневно тысячи паломников приезжают в монастырь, чтобы поклониться святым угодникам Божиим и помолиться им о семейном благополучии.

В Троицком соборе по воскресным дням у открытой раки с мощами святых Петра и Февронии совершается водосвятный молебен с чтением акафиста.

Молитвы святым Петру и Февронии

Тропарь, глас 8 

Яко благочестиваго корене пречестная отрасль был еси,/ добре во благочестии пожив, блаженне Петре,/ тако и с супружницею твоею премудрою Феврониею,/ в мире Богу угодивше, и преподобных житию сподобистеся./ С нимиже молитеся Господеви,/ сохранити без вреда отечество ваше,// да вас непрестанно почитаем.

Перевод: Как от благочестивого корня драгоценною отраслью был ты, блаженный Петр, прекрасно во благочестии пожив, то и с супругою своею, премудрою Февронией, вы в мире Богу угодили, и преподобных жития сподобились. С ними молитесь Господу сохранить без вреда Отечество ваше, дабы мы вас непрестанно почитали.

Кондак, глас 8

Мира сего княжение и славу временну помышляя,/ сего ради благочестно в мире пожил еси, Петре,/ купно и с супружницею твоею премудрою Феврониею,/ милостынею и молитвами Богу угодивше./ Темже и по смерти неразлучно во гробе лежаще,/ исцеление невидимо подаваете,/ и ныне Христу молитеся// сохранити град же и люди, иже вас славящия.

Перевод: Княжение и славу мира сего временной считая, благочестиво в мире пожил ты, Петр, вместе с супругою твоею, премудрою Февронией, милостынею и молитвами Богу угодив. Потому и по смерти во гробе покоясь неразлучно, вы исцеления невидимо подаете, и ныне Христу молитесь, сохранить город и людей, вас славящих.

Молитва

О, велицыи угодницы Божии и предивнии чудотворцы, благовернии княже Петре и княгине Февроние, града Мурома предстатели и хранители, и о всех нас усерднии ко Господу молитвенницы! К вам прибегаем и вам молимся с упованием крепким: принесите за нас грешных святыя молитвы ваша ко Господу Богу и испросите нам у благости Его вся благопотребная душам и телесем нашим: веру праву, надежду благу, любовь нелицемерну, благочестие непоколебимое, в добрых делех преуспеяние, мира умирение, земли плодоносие, воздуха благорастворение, душам и телесем здравие и вечное спасение. Исходатайствуйте у Царя Небеснаго: верных рабов Его, в скорби и печали день и нощь вопиющих к Нему, многоболезный вопль да услышит и да изведет от погибели живот наш. Испросите Церкви святей и всей державе Российстей мир, тишину и благоустроение, и всем нам житие благополучное и добрую христианскую кончину. Оградите отечество ваше, град Муром, и вся грады Российския от всякаго зла и вся правоверныя люди, к вам приходящия и мощем покланяющияся, осените благодатным действом благоприятных молитв ваших, и вся прошения их во благо исполните. Ей, чудотворцы святии! Не презрите молитв наших, со умилением вам возносимых, но будите о нас приснии предстатели ко Господу и сподобите нас помощию вашею святою спасение вечное получити и Царствие Небесное унаследовати; да славословим неизреченное человеколюбие Отца, и Сына, и Святаго Духа, в Троице покланяемаго Бога, во веки веков. Аминь.

2-я Молитва

О, угодницы Божии, благовернии княже Петре и княгине Февроние, к вам прибегаем и к вам со упованием крепким молимся: вознесите о нас, грешных (имена), святыя молитвы ваши ко Господу Богу и испросите у благости Его вся благопотребная душам и телесем нашим: веру праву, надежду благу, любовь нелицемерну, благочестие непоколебимо, в добрых делех преуспеяние. И ходатайствуйте нам у Царя Небеснаго житие благополучное и добрую христианскую кончину. Ей, чудотворцы святии! Не презрите молитв наших, но будите о нас приснии предстателие ко Господу, и сподобите нас помощию вашею спасение вечное получити и Царствие Небесное унаследовати, да славословим неизреченное человеколюбие Отца и Сына и Святаго Духа, в Троице покланяемаго Бога во веки веков. Аминь.

3-я Молитва

О, велицыи угодницы Божии и предивнии чудотворцы, благовернии княже Петре и княгине Февроние, града Мурома предстатели, честнаго брака хранители и о всех нас усерднии ко Господу молитвенницы!

Вы во дни земнаго жития вашего образ благочестия, христианския любве и верности друг ко другу даже до гроба явили есте и тем законное и благословенное супружество прославили есте.

Сего ради к вам прибегаем и молимся со усердием крепким: принесите за нас, грешных, святыя молитвы ваша ко Господу Богу, и испросите нам вся благопотребная душам и телесем нашим: веру праву, надежду благу, любовь нелицемерну, благочестие непоколебимое, в добрых делех преуспеяние, наипаче же союзом брачным сочетавшимся даруйте молитвами вашими целомудрие, друг ко другу любовь в союзе мира, единомыслие душ и телес, ложе ненаветное, пребывание незазорное, семя долгожизненное, о чадех благодать, домы исполнены благостыни и в жизни вечней неувядаемый венец славы Небесныя.

Ей, чудотворцы святии! Не презрите молитв наших, со умилением вам возносимых, но будите приснии заступницы наши пред Господем и сподобите нас предстательством вашим спасение вечное получити и Царствие Небесное наследовати, да славословим неизреченное человеколюбие Отца и Сына и Святаго Духа, в Троице покланяемаго Бога, во веки веков. Аминь.