Акатов во имя святителя Алексия женский монастырь, один из старейших монастырей Воронежской епархии, был основан в 1620 году по обету горожан, в благодарность за дарованную им победу над многочисленным войском литовцев и черкас. Сражение это пришлось на день памяти святителя Алексия, митрополита Московского и всея России чудотворца, которому и был посвящен храм обители. Место для строительства было выбрано на Акатовой поляне — покрытой лесом возвышенности в двух верстах от города, давшей название новой обители. Основателем ее и первым настоятелем стал игумен Кирилл, двадцатью годами ранее (в 1600 году) основавший в Воронеже монастырь в честь Успения Пресвятой Богородицы. Монастырь был устроен на началах пустынножительства.
В недолгий период пребывания в Воронеже Петра I монастырь оказался в крайне стесненных обстоятельствах — в непосредственной близости с судоверфями. На протяжении всего XVII — начала XIX века Алексиево-Акатов монастырь оставался единственной в городе мужской обителью. С того времени настоятели его имели сан архимандрита.
В царствование императрицы Екатерины II, когда число православных монастырей было резко сокращено, Алексиевская обитель была отнесена к второклассным; по штату ей полагалось 17 человек. За монастырем были оставлены восемь десятин земли и озеро для рыбной ловли.
Из материалов об Алексиево-Акатовом монастыре в XVIII-XIX веках известно о трудах настоятелей по строительству и благоукрашению обители, их духовно-просветительской деятельности (с 1796 года должность настоятеля традиционно стала совмещаться с должностью ректора духовной семинарии; с 1742 года монастырь был под управлением викарных епископов Острогожских). Архимандритом Иларионом (Боголюбовым) было составлено «Описание Воронежского Алексеевского Акатова мужского второклассного монастыря» (1859 г.), наиболее полное для своего времени.
В конце XIX века отмечается особый расцвет просветительской деятельности в стенах обители во многом благодаря трудам ее настоятеля преосвященного Владимира (Соколовского), имевшего большой миссионерский и педагогический опыт. В это время при монастыре действовал епархиальный училищный совет и епархиальный комитет православного миссионерского общества, размещалась учительская и регентская школа, проводились воскресные религиозно-нравственные чтения со световыми картинами, был создан прекрасный хор мальчиков (их обучению уделял немало внимания сам владыка Владимир).
На протяжении XVIII-XIX вв. обитель продолжала строиться и благоукрашаться. В 1804-1819 гг. была построена двухэтажная каменная церковь, сохранившаяся и ныне действующая. Нижний храм был освящен в 1812 году во имя святителя Алексия (в настоящее время — в честь Владимирской иконы Божией Матери), верхний — в 1819 году в честь Воскресения Христова (ныне — во имя святителя Алексия). Строительство велось по проекту губернского архитектора И. Волкова на пожертвования купеческой вдовы Евдокии Аникеевой. Прежний, также каменный, храм был разобран в 70-е годы XIX века. Колокольня, оставшаяся от него, в настоящее время является самой древней постройкой в Воронеже (1674 г.).
На близлежащей улице находился сохранившийся до настоящего времени дом священномученика Петра (Зверева), чье недолгое (около года) служение в Воронеже стало одной из ярких страниц в истории города. Монастырь был местом, где владыка нередко совершал богослужения и произносил проповеди, собиравшие множество верующих, которые видели в архиепископе Петре истинного служителя Божия, хранителя чистоты Православия и уставов церковных, «совершенного в ревности и любви к Богу, в жалости и любви к людям». Настоятелем Алексиевского монастыря в то время был архимандрит Иннокентий (Беда), ближайший к владыке человек, его келейник, вместе с ним сосланный в Соловецкий лагерь и там отошедший ко Господу в 1928 году (годом раньше священномученика Петра).
Летом 1931 года Алексиево-Акатов монастырь был закрыт.
Восстановительные работы начались здесь с 1990 года, после передачи монастыря Воронежской епархии. По благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II на этом месте была открыта женская обитель. 4 ноября 1990 года, в день празднования Казанской иконы Божией Матери, в храме возобновленного монастыря была отслужена первая Божественная литургия. 4 января 1992 года был совершен первый постриг десяти сестер, в том числе монахини Варвары (Сажневой), в апреле того же года ставшей настоятельницей и в апреле 1993 года возведенной в сан игумении.
В настоящее время в обители более пятидесяти сестер. На территории монастыря восстановлены все уцелевшие здания (храм, колокольня), построены келейные корпуса, трапезная, часовня для водосвятных молебнов и часовня в честь новомучеников Воронежских с мозаичными иконами. Взамен утраченных храмовых росписей были выполнены новые. По завершении работ храм в день памяти святителя Антония (Смирницкого), прославленного в лике местночтимых святых в 2003 году, был вновь освящен митрополитом Воронежским и Борисоглебским Сергием.
В настоящее время обитель святителя Алексия принимает множество богомольцев, приезжающих из разных мест поклониться воронежским святыням.