Монастырь основали монахи Кирилл Белозерский — последователь Сергия Радонежского и Ферапонт Белозерский в 1397 году. Первоначально был возведён Успенский собор артелью ростовских мастеров.

В XVI веке рядом с ним появился малый Ивановский монастырь. В те времена монастырь был форпостом Московского государства во вражеских землях Новгородской республики.

В 1447 году в монастырь приезжал Василий II (Тёмный), находившийся до того в ссылке в Вологде. Кирилловский игумен Трифон освободил его от данного тем крёстного целования не претендовать вновь на московский престол. Впоследствии великий князь щедро отблагодарил монастырь.

В 1528 году великий князь Василий III ездил в Кирилловский монастырь с княгиней Еленой Глинской молиться о даровании наследника. Последовавшее за этим рождение сына — будущего царя Ивана Грозного — в глазах современников связывалось с заступничеством преподобного Кирилла Белозерского. Иван Грозный на протяжении всей своей жизни питал к Кириллову монастырю особое пристрастие, считая себя обязанным ему своим рождением. Перед смертью, принимая схиму, Иван Грозный, как и его отец Василий III, стал пострижником Кирилло-Белозерского монастыря. Сюда в 1542 году был сослан митрополит московский Иоасаф (Скрипицын).

Монастырь богател, разрастался и несмотря на большой пожар в 1557 году стал крупнейшим каменным сооружением, уступавшим разве что Троице-Сергиевому монастырю.

 

В 1600 году была построена первая крепостная каменная ограда с 8 башнями. Внутри стен стояло 9 каменных церквей, колокольня. Кельи и прочие хоз-постройки были деревянными.

 

В 1612—1613 монастырь выдержал осаду и отбил (до 1616) несколько нападений войск польских и литовских феодалов. Во время штурма был убит командовавший интервентами польский полковник Песоцкий.

В 1654—1680 были построены новые каменные стены монастыря, дошедшие до нашего времени, и монастырь стал одной из самых больших и могучих крепостей в России.

1722 в монастырь приезжал Петр I. Монастырь к тому времени был собственником 21 тысячи крестьян из 16 уездов.

В 1764 указом Екатерины II монастырь был лишён крестьян и угодий. В 1776 году из монастырской слободы образован город Кириллов и в крепостной стене размещается городская и уездная тюрьма. С этого момента начинается постепенный закат монастыря.

С 1924 года Историко-архитектурный и художественный музей-заповедник. На территорию музея привезены памятники деревянной архитектуры из окрестностей (церковь Ризоположения (1486 год) из села Бородавы; мельница (XIX век) из деревни Щёлково).

В трапезной палате при церкви Введения (1519 год) расположен Музей икон, обладающий большой коллекцией икон. До наших дней почти полностью дошёл иконостас Успенского собора, современный его постройке, что является уникальным фактом в истории русского искусства. Древние иконы этого иконостаса долгое время были разрознены. Из 60-ти уцелевших икон 33 находились в Кириллове, а остальные — в Русском музее, Третьяковке и Музее имени Андрея Рублева. В начале апреля 2009 года последняя часть икон была возвращена в Кириллов. В архиерейских палатах монастыря готовится новая экспозиция икон.

В 1997 году Кирилло-Белозерский историко-архитектурный и художественный музей-заповедник (размещается в архитектурном комплексе бывших Кирилло-Белозерского и Ферапонтова монастырей за исключением переданной в бессрочное безвозмездное пользование Русской православной церкви части территории Кирилло-Белозерского монастыря в городе Кириллове, именуемой малым Ивановским монастырем, с расположенными на ней памятниками истории и культуры) включен в Государственный свод особо ценных объектов культурного наследия народов Российской Федерации.