В XVIII в. усадьба Филимонки принадлежала семейству князей Святополк-Четвертинских, состоявших в родстве или дружбе со многими знаменитыми людьми того времени.
Князь Владимир Борисович начал строительство в Филимонках двухэтажного храма по проекту архитектора П.К.Козиха. В 1861 г. нижний престол был освящен во имя преподобного Сергия Радонежского. В 1868 г. был освящен верхний, Троицкий престол. Завершила строительство храма, а также соорудила высокую пятиярусную колокольню Вера Борисовна Четвертинская. Она увековечила чудесное спасение царской семьи при крушении поезда у станции Борки в октябре 1888 г. созданием в своем имении женской
обители, названной в память о брате княжны в честь равноапостольного великого князя Владимира.

В 1891 г. обитель была учреждена. Вера Борисовна до 1893 г. являлась ее настоятельницей. Через год она скончалась и похоронена в обители, в семейном склепе. Долгое время В.Б.Четвертинская содержала доктора для бесплатного лечения всех нуждавшихся. Множество крестьян получали от нее ежемесячные пособия. Ее сестры: княгиня Надежда Борисовна Трубецкая, основательница Братолюбивого общества, и княгиня Наталья Борисовна Шаховская, основательница общины сестер милосердия «Утоли моя печали», — ожертвовали для монастырского храма иконостас красного дерева.

15 июня 1893 г. настоятельницей Князе-Владимирского женского монастыря была назначена монахиня Анастасия (Елена Астапова).

В 1894 г. в нижнем храме был установлен новый иконостас, храм освящен после ремонта.
В конце XIX в. рабочие Даниловской мануфактуры неоднократно прибывали в обитель на богомолье, принося в дар иконы и хоругви, лампады и подсвечники.
В советское время монастырь был закрыт, Троицкий храм сильно пострадал. В подклете были устроены склад и столярная мастерская дома инвалидов.
Второй храм монастыря — в честь Успения Пресвятой Богородицы — трехпрестольный, построен в начале 1900-х гг. по проекту архитектора А.А.Латкова. Храм также был закрыт в советское время и подвергся разрушениям. Все деревянные постройки монастыря уничтожены, сохранился только каменный корпус келий.

В 1994 г. Троицкий храм Княже-Владимирского женского монастыря в селе Филимонки возвращен верующим. Началось восстановление.