По преданию, тверской Христорождественский девичий монастырь основан в конце XV века. Существующие каменные постройки монастыря относятся к концу XVIII - началу XX века.

Собор Рождества Христова является композиционным центром монастырского ансамбля. Его строительство было начато в 1810 году на вклады царской семьи, но в 1813 году почти готовое здание рухнуло, существующий ныне двухэтажный собор закончен строением лишь в 1820 году. Проект храма принадлежит архитектору К. И. Росси, работавшему в это время в Твери.

Здание выполнено в стиле позднего классицизма, сложено из кирпича, оштукатурено, детали из белого камня. Облик сооружения отличается подлинной монументальностью. Прямоугольный в плане объем увенчан торжественным пятиглавием. Фасады с небольшим ризалитом в центре украшены четырехколонными портиками тосканского ордера с фронтонами. Верх стен опоясывает дорический фриз. Здание отличается запоминающимся силуэтом, является высотной доминантой современного Пролетарского района города.