Тюменский мужской монастырь был основан в 1616 году пришедшим из Казани монахом Нифонтом, и стал носить название Преображенского мужского монастыря. В 1708 году Митрополит Филофей принял решение отстроить обветшавшую обитель в каменном исполнении. С этого времени монастырь стал называться Свято-Троицким. Святитель Филофей был канонизирован Православной Церковью как местночтимый святой в 1984 году. Он скончался 31 мая (13 июня) 1727 года и был похоронен, согласно своему завещанию, у входа в Свято-Троицкий собор.
В 1923 году монастырь был закрыт. В его помещениях в советские годы располагались общежития, военная часть, горводоканал, реставрационные мастерские. Храмы обители были частично или полностью разрушены. В 1995 году обитель была возвращена Епархии. При обители в 1997 году возрождено Духовное училище. Первое богослужение в отреставрированном Свято-Троицком соборе состоялось на престольный праздник в 2003 году.
В 2006 году состоялось знаменательное событие — обретение святых мощей Апостола Сибири, митрополита Тобольского и Сибирского Филофея (Лещинского). В настоящее время мощи святителя Филофея являются главной святыней Свято-Троицкой обители.