Монастырь расположен в месте, где в 1380 г. по пути на Куликово поле войско вел. кн. Димитрия Ивановича остановилось на отдых. Благословленный на битву с татарами прп. Сергием Радонежским, князь, однако, испытывал некоторые сомнения в успешном исходе войны. Тогда в знак ободрения и явилась блгв. кн. Димитрию икона свт. Николая Чудотворца. Увидев дивный образ на фоне звездного неба, он убедился в Божием заступничестве и радостно воскликнул: «Сия вся угреша сердце мое!» Чудесное видение «угрело» сердце князя. С тех пор это место было названо Угрешским. Возвращаясь с победой после Куликовской битвы, св. Димитрий Донской велел отслужить молебен на месте чудесного явления иконы и основать монастырь во имя свт. Николая. Подобно многим обителям, расположенным вблизи столицы, Николо-Угрешский монастырь испытал немало бедствий. Неоднократно ногайцы, крымцы, литовцы опустошали обитель, однако она вновь возрождалась.

В 1668 г. Угрешу посетили сразу три патриарха: Александрийский Паисий, Антиохийский Maкарий и Московский Иоасаф. В XVIII в. монастырь был близок к закрытию. В 1833 г. в нем осталось всего 6 человек. Однако благодаря терпеливым трудам по возрождению обители игум. Илария и его преемника архим. Пимена монастырь начал восстанавливаться. В 1840 г была освящена церковь во имя Усекновения главы Иоанна Предтечи, в 1852 г. - Успенская, в 1869 г. - храм в честь иконы Божией Матери «Всех скорбящих Радость», а также скитская церковь во имя апп. Петра и Павла. К 1880 г. число братии увеличилось до 170 человек. В 80-90-е гг. XIX в. архит. А. С. Каминским был сооружен величественный Преображенский собор. Северную часть монастырской стены украсила панорама «Святой град Иерусалим».

В 1920 г. монастырь был закрыт. В 1940 г. был снесен Никольский собор. Другие храмы были разорены и перестроены.

В 1990 г. монашеская жизнь в Николо-Угрешской обители восстановлена. 1 мая 1991 г. Святейший Патриарх Московский и всея Руси Алексий II освятил монастырский Успенский храм. Сегодня здесь подвизается 12 иноков и 20 послушников. С 1993 г. братия проводит богослужения в храме вмч. Пантелеймона при больнице г. Дзержинского. Монастырь шефствует над Московским высшим общевойсковым командным училищем.