В правление Ивана III в связи с обширной постройкой великокняжеского дворца по инициативе Софии Палеолог Спасский монастырь оказался стесненным в плотном окружении появившихся дворцовых зданий, и великий князь решил перенести монастырь на другое место. По своему новому положению Спасский монастырь стал называться Новоспасским, или монастырем Спаса на Новом, несмотря на то, это одна из старейших иноческих обителей города. В 1491 г. Иван III заложил соборный храм в честь Преображения Господня, освященный в 1496 г.
Почти со времени основания Новоспасский монастырь становится местом погребения знатных боярских родов, преимущественно Романовых. В 1497 или 1498 г. здесь был похоронен один из предков Романовых Василий Юрьевич Захарьин. Новоспасский монастырь всегда находился под особым покровительством царей из рода Романовых. После погребения здесь любимой тетки царевны Ирины Михайловны царь Федор Алексеевич считал своим долгом постоянное посещение обители. Бывали в Новоспасском монастыре царевна София, Петр и Иоанн Алексеевичи. С конца правления Петра I начался постепенный упадок Новоспасского монастыря, только Елизавета Петровна посещала его часто. В 1764 г. при Екатерине II в процессе секуляризации церковного имущества монастырь лишился всех своих поместий, а значит и доходов.
В 1918 г. Новоспасский монастырь был закрыт. В первые послереволюционные годы здесь находилась женская тюрьма, затем – «исправительно-трудовой лагерь» для заключенных. В 1930-е гг. подвергся уничтожению знаменитый некогда монастырский некрополь, занимавший 2/3 территории обители, где покоились видные деятели Российского государства и церкви. В 1935 г. территорию монастыря передали в ведение хозяйственного управления НКВД. В 1990 г. Новоспасский монастырь возвратили Московской патриархии. Постановлением Святейшего патриарха и Священного синода монастырю был присвоен статус Ставропигиального.
На территории монастыря расположено несколько храмов.
Преображенский собор перестроили при царе Михаиле Федоровиче взамен первоначального с тем, чтобы усыпальница царских предков оказалась под сводами храма. 19 сентября 1647 г. Преображенский храм торжественно освящен патриархом Иоасафом в присутствии царя, при настоятеле архимандрите Никоне. Храм был расписан в 1680-е гг. Особый интерес по своей исключительности представляет изображение родословного дерева русских великих князей и царей рода Рюриковичей, находящееся на своде вблизи входа в собор. Все государи изображены во весь рост с нимбами вокруг головы. Первыми представлены святые равноапостольные великий князь Владимир и великая княгиня Ольга с кувшинами в руках, поливающими корень этого родословного древа. Все князья династии изображены по порядку престолонаследия. Завершают череду царь Федор Михайлович и святой царевич Димитрий – последние потомки дома Рюриковичей.
По историческим документам и описаниям в подклете Спасо-Преображенского собора насчитывалось более 70 захоронений бояр Романовых и их близких родственников. Среди погребенных здесь – родоначальник рода Романовых Роман Юрьевич Захарьин (умер в 1543 г.), отец патриарха Филарета боярин Никита Романович Юрьев, в схиме Нифонт (умер в 1586 г.). К древней части усыпальницы относятся захоронения четырех родных братьев патриарха Филарета, трое из которых скончались в ссылках, пострадав во времена царя Бориса Годунова, а в 1607 г. были перезахоронены в Новоспасском монастыре. Один из них – боярин Михаил Никитич Романов, сын Никиты Романовича Юрьева, мученически скончавшийся в 1602 г. в Ныробской волости (Пермский край) после продолжительного содержания в яме в цепях, почитавшийся святым, к месту кончины которого совершались паломничества. Цепи боярина хранились как святыня, в настоящее время они находятся в экспозиции местного краеведческого музея.