Монастырь расположен на северо-западной окраине Ростова Великого в поселке Варницы. Обитель была основана в 1427 году архиепископом Ростовским Ефремом на том месте, где находился родительский дом и прошло детство святого отрока Варфоломея – будущего Игумена Земли Русской – Преподобного Сергия Радонежского.
Главным храмом монастыря стал собор Троицы Живоначальной. На протяжении долгих столетий он оставался деревянным. Первый каменный храм был сооружен в 1763-1771 годах.
Зимним храмом стала Введенская церковь, построенная в 1826-1828 годах.
В XX веке обитель была практически стерта с лица земли. Запустение продолжалось до 1992 года. В 1995 году Троице-Сергиев Варницкий монастырь стал подворьем Свято-Троицкой Сергиевой Лавры.
В настоящее время монастырь полностью восстановлен, реконструирован Введенский храм, выстроены заново Троицкий собор, стены и башни. В 2014 году завершилось возведение Собора Преподобного Сергия Радонежского.
Монастырь славится целебным колодцем.
