Монастырь основал в 1444 году преподобный Пафнутий Боровский — духовный наследник Сергия Радонежского. Обитель возникла на возвышенности при впадении реки Истерьмы в Протву. После смерти Пафнутия игуменом стал его ученик — преподобный Иосиф Волоцкий. Позже он ушёл и основал Иосифо-Волоколамский монастырь.

В XVI веке монастырь укрепили каменными стенами — он превратился в сильную пограничную крепость. Тогда же построили каменную трапезную с храмом во имя Рождества Христова, а в 1523 году — звонницу (её заменили колокольней в 1688 году). Интересно, что роспись первого Рождественского собора — самая ранняя известная работа иконописца Дионисия (под началом старца Митрофана). Части этой росписи сохранились и сейчас хранятся в музее имени Андрея Рублёва в Москве и в Боровском филиале Калужского областного краеведческого музея

В Смутное время (1610 год) обитель осадили войска Лжедмитрия II. Князь Михаил Волконский держал оборону, но из-за предательства монастырь взяли, разграбили и сожгли. Погибло несколько тысяч человек — защитников, монахов и укрывшихся мирян.
В годы церковного раскола в стенах монастыря содержали под стражей протопопа Аввакума. Позже здесь же уморили голодом боярыню Морозову (в иночестве Феодора) и её сестру княгиню Евдокию Урусову.

В 1812 году монастырь разграбили и частично разрушили войска Наполеона.

В советский период обитель закрыли (официально в 1923 году), имущество конфисковали. Позже на территории размещали исправительно-трудовую колонию, затем сельскохозяйственный техникум. В 1954 году обрушился центральный купол собора Рождества Богородицы.

Возрождение началось в 1991 году, когда комплекс передали Калужской епархии. Сначала вернули церковь Пророка Илии, где поначалу и шли службы. Позже возобновились богослужения в соборе Рождества Богородицы, установили иконостас, устроили придел в честь преподобного Пафнутия, а в 1996 году на колокольню подняли колокола.

В последние годы при монастыре развивают разные направления: работает издательство, детская воскресная школа, колледж «Логос», есть животноводческий комплекс и сыроварня. Открыли новую купальню на источнике преподобного Пафнутия.