Монастырь основан во второй половине XII века у главной переправы через реку Которосль, охраняя западные подступы к Ярославлю и входя в систему его укреплений. Первоначально монастырь был небольшой с деревянными постройками. Первые каменные храмы монастыря - Преображенский собор и храм Входа Господа в Иерусалим, построены в начале XIII века владимиро-суздальскими мастерами и связаны с именами ростовского князя Константина и его сына, первого ярославского князя Всеволода. При князе Константине, библиофиле и покровителе искусств, монастырь стал крупным культурным центром края. Здесь было создано первое на северо - востоке Руси духовное училище и библиотека с большим собранием русских и греческих рукописных книг. В конце XIII века монастырь стал усыпальницей новой династии ярославских князей. Основатели ее - князья Федор Ростиславович и его сыновья Давид и Константин почитались Иваном Грозным и в XV веке были канонизированы. Являясь крупным религиозным центром, монастырь играл видную роль в политической, экономической и культурной жизни Ярославля и всей страны. В XVI веке после пожара восстановлены в камне монастырские постройки. Святые ворота (главный въезд в монастырь), Спасо - Преображенский собор, звонница, трапезная палата с Крестовой (Рождественской) церковью были построены московскими мастерами в 1506 - 1516 гг., а расписаны московскими и ярославскими живописцами в 1563 - 1564 гг. По указу Ивана Грозного во 2 половине XVI века монастырь впервые обносится каменной стеною.

Сооружение крепостной стены оправдало себя при осаде города в 1609 году. От стен монастыря, отслужив благодарственный молебен, в 1612 году ополчение Минина и Пожарского пошло на освобождение Москвы. Весной 1613 года монастырь стал местом пребывания Михаила Федоровича Романова - основателя династии Романовых.

В XVII веке перестаиваются стены и башни, храмы и Святые ворота, настоятельские покои, сооружаются кельи, покои настоятеля, больничные палаты (позднее семинарский корпус). Символом победы над поляками стал новый храм Входа Господа в Иерусалим с приделом Михаила Малеина - патрона Михаила Романова.

В конце XVIII века монастырь был упразднен и превращен в резиденцию архиепископов ярославских и ростовских. В первой половине XIX века монастырские постройки перестраиваются в соответствии с потребностями и вкусами новых владельцев в стиле классицизма: построена ризница; на основе древних храмов Входа Господа в Иерусалим в 1831 г. по проекту архитектора П.Я. Панькова сооружена церковь Ярославских Чудотворцев (князей Федора, Давида и Константина).

Монастырь, а затем его преемник Архиерейский Дом, являлись крупными религиозными центрами. В 1740-е г.г. при монастыре была открыта Духовная семинария. В богатой монастырской библиотеке хранилось собрание рукописей и старопечатных книг. Среди них был список древнерусской поэмы «Слово о полку Игореве», в конце XVIII - начале XIX века найденный и опубликованный гр. А.И. Мусиным - Пушкиным. Монастырь привлекал богомольцев своими святынями: чудотворными иконами, захоронениями праведников, именитых людей. Посещали монастырь и царствующие особы: Иван IV, Петр I, Екатерина II Николай I. В 1920 - г. здесь были проведены ремонтные и исследовательские работы, в середине XX века реставрационные работы. Ансамбль был музеефицирован. С 1959 года в нем располагается Ярославский историко - архитектурный музей - заповедник, обладающий коллекцией, насчитывающей более четверти миллиона экспонатов.
Спасский собор построен на месте древнего собора 1216-1224 гг. В Никоновской летописи под 1216 годом записано: "князь Константин заложил в Ярославле каменную церковь и монастырь святого Преображения". Освящен собор был 6 августа 1224 года епископом Кириллом. Храм XIII века рухнул во время пожара 1501 года.

Ныне существующий собор был возведен на старом месте при великом князе Василии III, который, видимо, прислал и мастеров. На архивольте портала сохранилась надпись: "Освящена бысть сия церковь в лето 7024 (1516) при благоверном и великом князе Василии Ивановиче всея России и митрополите Варлааме, поставлена бысть архимандритом Ионою". Сейчас надпись находится в плохой сохранности.

В соборе первоначально было два престола: главный - в честь Преображения Господня, придельный в дьяконике - в честь Покрова Пресвятой Богородицы.

Спасо-Преображенский собор являлся главным храмом Спасо-Ярославского монастыря, который с первых дней своего существования был теснейшим образом связан с местным княжеским домом и оказывал огромное влияние на политическую, экономическую и культурную стороны жизни Ярославля. В подклете Спасского собора находилась усыпальница ярославских удельных князей, а монастырь был духовным наставником во всех делах княжеского дома. С собором связаны многие знаменательные события не только города, но и страны. В 1612 году ополчение Дмитрия Пожарского и Козьмы Минина, освятив здесь знамена, вышло на освобождение Москвы.

В книгохранительнице собора находился знаменитый список шедевра древнерусской литературы "Слово о полку Игореве", уникальное Спасское Евангелие начала XIII века, особо чтимые иконы "Ярославская Оранта" XIII века и "Преображение" и "Одигитрия" XVI века. Спасский монастырь всегда пользовался особенным покровительством великокняжеского, а позднее царского Московского Дома. В подклете собора в XV веке были обретены нетленные и чудотворные мощи ярославских князей Федора Черного и его сыновей Давида и Константина. С XVI века они являются одной из главных святынь Ярославской земли. Изображения святых ярославских князей можно встретить на иконах и в стенописях всех соборов Московского Кремля. Эти мощи хранились в сопридельной собору Входоиерусалимской церкви (позднее церкви Ярославских Чудотворцев).

В 1919 году после белогвардейского мятежа Архиерейский дом, который до этого располагался на территории Спасского монастыря, был переведен из него. Церковные службы были прекращены, и собор поступил в распоряжение Ярославского отделения реставрационной комиссии. С 1959 года собор поступает на баланс Ярославо-Ростовского историко-архитектурного и художественного музея-заповедника. Все это время памятник находился в состоянии перманентной реставрации.