Приблизительно около 1760 года прибыла в Киев вдова полковника Мельгунова Агафия Семеновна. Во Флоровском монастыре она приняла монашество с именем Александра. Господу было угодно возложить на нее обязанности первоосновательницы нового монастыря, об этом известила ее Божия Матерь. (Матушка Александра однажды после долгого полунощного молитвенного бдения, будучи в легкой дремоте, сподобилась видеть Пресвятую Богородицу.)
Матушка Александра, с благословения старцев Киево-Печерской лавры, отправилась странствовать по России. В селе Дивеево матушка Александра остановилась для отдыха у западной стены деревянной приходской церкви и задремала. В тонком сне она увидела Божию Матерь. Пресвятая Богородица сказала: «… Здесь предел, который Божественным Промыслом положен тебе: живи и угождай здесь Господу Богу до конца дней твоих. И Я всегда буду с тобою и всегда буду посещать место это, и в пределе твоего жительства Я осную здесь такую обитель Мою, равной которой не было, нет и не будет никогда во всем свете. Это — четвертый жребий Мой во вселенной…» (Первый жребий — Иверия. Второй жребий — святая гора Афон. Третий жребий — Киево-Печерский монастырь.)
По совету саровских старцев мать Александра поселилась в деревне Осиновка вблизи Дивеева. Сначала она благоустроила в Дивееве старинную деревянную церковь. В 1773–1780 годах на средства матушки Александры была сооружена каменная Казанская церковь с приделами во имя святителя Николая и первомученика архидиакона Стефана. С появлением Казанского храма началось становление монашеской жизни в Дивееве.
В 1919 году монастырь был преобразован в артель, в 1927 году закрыт. В 80-е годы центром духовной жизни и паломничества в Дивееве стала келья схимонахини Маргариты (Лахтионовой). В 1991 году было обнародовано решение о возобновлении монастыря.
Вечером 30 июля 1991 года у святых ворот Серафимо-Дивеевской обители встречали крестный ход со св. мощами прп. Серафима. Великая святыня была возвращена Русской Православной Церкви 11 января 1991 года. Сбылось пророчество прп. Серафима: «… Тогда Дивеев будет диво, когда убогий Серафим ляжет в Сарове, а плоть свою перенесет в Дивеев». (В 1926 году Саровский монастырь был закрыт, честные мощи батюшки Серафима были увезены. В начале 1990-х годов во время инвентаризация запасников музея Истории религии и атеизма, который размещался в Казанском соборе в Петербурге, были найдены мощи преподобного Серафима)
Угодник Божий перед своей кончиной дал Прасковье Семеновне Мелюковой свечу, сказав, что с этой свечой сестры встретят его в Дивееве. Свеча передавалась из рук в руки и бережно хранилась почти 160 лет, в последние годы свеча хранилась у оставшейся в живых дивеевской схимонахини Маргариты (Лахтионовой). Свеча преподобного Серафима была вставлена в большую дьяконскую свечу, с которой и служили первый молебен на площади перед Троицким собором. Использовался в богослужении и ладан, принадлежавший саровскому чудотворцу. В момент, когда раку с мощами святого Серафима вносили в собор, верующие увидели яркий столб неземного света.
В Свято-Троицком Серафимо-Дивеевском женском монастыре соблюдалась преемственность блаженных стариц, начиная от святой блаженной Пелагии Ивановны Серебренниковой (1809–1884 гг.), которую сам преподобный Серафим направил в Дивеево для духовного руководства сестрами. В 1848 году пришла на богомолье со странниками и осталась в монастыре блаженная Наталия Дмитриевна († 1900 г.). В 1883 году в обители поселилась блаженная Паша Саровская.