Історія Полтавського Хрестовоздвиженського монастиря нараховує вже 364 роки. Перлина української барокової архітектури – комплекс Хрестовоздвиженського монастиря в м. Полтаві є єдиним на Лівобережжі семибанним храмом, що зберігся до наших днів.
Полтавська усамітнена обитель на честь Воздвиження Чесного і Животворного Хреста Господнього була заснована у 1650 році з нагоди нам’яті про перші перемоги зброї гетьмана Богдана Хмельницького над поляками під Жовтими Водами та Пилявцями, учасниками якої були і козаки Полтавського полку. Відтоді Полтавський монастир стає найпівденнішим серед так званих городянських, тобто полкових монастирів Гетьманщини XVII століття. Кошти на його розбудову надають полтавські міщани та козацька старшина на чолі з Іваном Іскрою, Іваном Крамарем та полковником Мартином Пушкарем. Благословив будівельні роботи по зведенню ще тоді дерев’яного монастирського комплексу Київський митрополит Сильвестр Косів.
У полтавський період Великої Північної війни, впродовж травня — червня 1709 року монастир був резиденцією Карла XII. На думку дореволюційних істориків-краєзнавців саме на монастирському пагорбі відбулося важке поранення короля у ногу напередодні Полтавського бою на світанку 17 червня 1709 року. Вже після битви 28 червня монастир оглянув і Петро І. Відтоді відвідування полтавської обителі представниками правлячої династії царської Росії були включені до обов'язкової програми їх перебування у Полтаві. В 1787 р. в своїй подорожі до Криму тут зупинялася Катерина ІІ.
Протягом першої половини XVIII століття матеріальні статки обителі примножувались за рахунок величезних земельних володінь. Села Триби, Буланове, Розсошенці, Семенівка (сучасні Кротенки), Вільшанка, Сторожеве підпорядковувались монастирю. Па південному схилі Монастирської гірки розміщувалась монастирська пасіка, яка дозволяла мати не тільки багаті запаси цілющого меду, а й вести свічний промисел. Слава ж про фруктові дерева монастирського саду, сушені вишні, яблука, груші та сливи була поширена далеко поза межами міста.
Впродовж другої половини XVIII століття Полтавський монастир став значним просвітницьким центром Півдня Гетьманщини, у витоків якого стояв Слов’яно-Херсонський архієпископ Євгеній Булгаріс – особистий приятель французького просвітника Вольтера, колишній бібліотекар Катерини II. Завдяки його старанням монастир мав найбільшу в регіоні книгозбірню, до якої входили навіть видання Острозької друкарні XVI — XVII століть. Найбільшу цінність мали євангеліє львівського 1644, 1670 і московського 1657, 1731, 1759, 1775 друку; двотомник «Поучительных слов святого Василия Великого», надрукований 1594 у типографії К. К. Острозького; тріоді, мінеї, служебники та ін. богослужбові книги київського 1615, львівського 1631, 1638, 1643, 1691, московського 1704, 1732, 1754 друку; требники Петра Могили київського друку 1646; «Апостол» київського друку 1752; «Краткий летописец» М. В. Ломоносова, виданий 1760 і його ж «Букварь» 1771; книги античних авторів. Під егідою монастиря в Полтаві діяла школа півчих, згодом реорганізована в духовну семінарію.
На початку XIX століття при монастирі відкривається невеличка іконописна школа на чолі з Даниїлом Московченко, автора чудотворної ікони Богоматері Уповання всіх кінців Землі, свято на честь якої відмічається 6 листопада кожного року. Нині список чудотворного образу можна бачити в Хрестовоздвиженському соборі обителі.
При монастирі діяли столярна майстерня, швейна, притулок для священно- і церковнослужителів, училище для сліпих.
В роки Громадянської війни 1918 – 1924 рр., спричиненої жовтневим переворотом 1917 року, більшовицький терор войовничих атеїстів не оминає полтавської обителі. Після декількох пограбувань монастир був звинувачений, що він є «притулком контрреволюційних сил». Цього було досить, щоб у 1923 році його закрити, а монастирську братію розігнати. В 30-х роках монастирське подвір’я перетворено на дитячу трудову колонію НКВС. З полтавських колоністів багато в чому був сформований кістяк майбутньої колонії імені Дзержинського та розпочинається педагогічна діяльність видатного вихователя, уродженця Полтавщини Антона Макаренка. В роки Великої Вітчизняної війни громада черниць оселилася в папівзруйнованій обителі, відтоді монастир відновлює своє існування вже як жіночий. Вдруге монастир був закритий у 1960 році, вісімдесят сім його черниць вивезені на Черкащину. Спустілі монастирські споруди відтоді до початку 90-х років займають різні установи, утому числі філіал Полтавської обласної психіатричної лікарні ім. О. Мальцева. Монастирські келії були перетворені на гуртожитки тодішнього Полтавського педагогічного інституту ім. В. Короленка. Монастирське подвір’я стає притулком для дитячого садка. Останнє, що знаходилося в стінах монастиря — склади обласного об’єднання «Медтехніка».
27 вересня 1991 року, на Воздвиження, в монастирі була відправлена перша Божественна Літургія, яке стає Днем народження монастиря та відкриває нову сторінку історії цієї православної святині. 19 грудня того ж року монастир був повністю повернутий громаді черниць. Зараз він належить до Полтавської єпархії Української православної церкви. З 2011 року настоятелькою монастиря перебуває матушка Сергія (Алексеєнко), котра радо зустрічає паломників з різних кінців світу у своїй обителі.
До сучасного архітектурного ансамблю Хрестовоздвиженського монастиря належать пам'ятки архітектури національного значення:Воздвиженський собор (1699–1709 рр.), дзвіниця (1786), братський корпус (1886), будинок настоятеля (1889), Трапезна церква (1886), господарчий корпус (к. 19 ст.), Троїцька церква (відновлена, 1999).
З благословення Високопреосвященнішого митрополита Полтавського і Миргородського Филипа, у храмах Полтавської єпархії та в монастирі проводиться збір гуманітарної допомоги для потреб військовослужбовців та постраждалих на сході України.
27 вересня 2014 року в день святкування Всесвітнього Воздвиження Чесного і Животворящого Хреста Господнього у Хрестовоздвиженському жіночому монастирі на престольне свято обителі урочисту Божественну Літургію очолить Блаженніший Онуфрій, Митрополит Київський і всієї України, Предстоятель Української Православної Церкви у співслужінні єпископату та духовенства.