Троице-Гледенский мужской монастырь был основан в конце XII века, практически в одно время с городом Гледеном, предшественником Великого Устюга. Он стал одним из первых очагов христианства в языческих землях Подвинья.
Ростово-суздальский князь Всеволод Большое Гнездо в 1178 году решил заложить на холме Гледен, находящийся на левом берегу реки Юг близ слияния её с Сухоной город Гледен, на месте финно-угорского поселения. Вскоре сложился посад города, который доходил до реки Сухоны, а на территории крепости находился монастырь, который до середины XVII века был деревянным. Крепость была уничтожена в 1438 году в результате междоусобной войны великого московского князя Василия Тёмного и его двоюродных братьев — удельных князей Василия Косого и Дмитрия Шемяки. Более того, северную часть города долгое время подмывала Сухона, а по весне часто её затапливало. Это стало причиной переселения части жителей Гледена на Чёрный Прилук, где на левом возвышенном берегу Сухоны был основан город Великий Устюг.
В 1659 году в Троице-Гледенском монастыре на месте ветхой деревянной церкви построили один из самых и совершенных по архитектурным формам на Русском Севере каменный пятиглавый Троицкий собор. Освящён он был не ранее 1705-1710 годов.
Пятиярусный иконостас в стиле барокко строился с 1776 по 1784 годы на пожертвования устюжан. Возводили его устюжские, тотемские и вологодские резчики и иконописцы на европейский манер: тотемские мастера в конце XVIII века подражали питерским мастерам, а те, в свою очередь, перенимали европейскую моду. Отсюда — вычурные формы, большие деревянные композиции, много деревянных скульптур, колонки, пилястры, много золота, множество фигур ангелов, херувимов, виноградные гроздья, завитки и даже первоначально стояли зеркала! Главное украшение иконостаса — царские врата с деревянными скульптурами четырех евангелистов, которые держат медальон с образом Благовещения Богородицы. Фоном для них тотьмичи, вдохновленные, возможно, убранством санкт-петербургских дворцов, выбрали зеркальные пластины. Ну конечно, долго они в иконостасе не продержались — слишком уж светский декор получался.
Еще одна деталь оформления иконостаса Троицкого собора — резные витые картуши. Это тоже «визитная карточка» тотьмичей. Дело в том, что в Тотьме многие фасады храмов украшены подобными рамками из завитушек, напоминающими оформление старинных морских карт. Тотьма славилась своими мореходами и купцами, снаряжавшими экспедиции на дальние моря и океаны, а потом строившими храмы в память о морских походах. Резчики перенесли знакомый им элемент в иконостас Гледенского монастыря.
Возрожденный в 1970-е годы московскими реставраторами деревянный иконостас, со светской точки зрения, — действительно выдающаяся достопримечательность не только Гледенского монастыря, но и всей России. В иконостасе соединено сразу живопись, скульптура и удивительный декор с местными северными традициями.
С XVIII века начинается упадок монастырского хозяйства. Это в большей степени связано с осуществлением церковной реформы Петра I. Екатерининский указ 1764 года явился, по сути, последним ударом: Троице-Гледенский монастырь был зачислен в число монастырей 3-го класса с количество монахов не более 12, а все вотчины обители были отобраны. В 1841 году по ходатайству игумена Вениамина монастырь был упразднён.
Снова возродился он только в 1912 году, уже в качестве женской обители и, как оказалось, ненадолго. В 1925 году монастырь вновь упразднили. Троицкий собор с иконостасом как памятник архитектуры закрепили за музеем, остальные монастырские постройки использовались под колонию для беспризорников, детский дом-изолятор, пересыльный пункт для раскулаченных, дом инвалидов, дом престарелых. В начале 1980-х годов здания переданы музею.
11 июня 1995 года в Троице-Гледенском монастыре впервые после 70-летнего перерыва был проведен праздничный молебен и крестный ход с освящением источника у церкви Иоанна Устюжского. 16 июля 2014 года епископ Игнатий (Депутатов) благословил образовать архиерейское подворье «Троице-Гледенский монастырь». По крупным церковным праздникам теперь в монастыре служатся молебны.