История этого крупнейшего монастыря на Урале начинается с организации небольшой общины тремя сестрами. А через 13 лет после создания сиротской общины из нее была образована третьеклассная школа-интернат Новороссийского девичьего монастыря. Число монахинь монастыря быстро росло. Появились разнообразные ремесленные мастерские, монастырь рос в богатстве, хотя в послушники по-прежнему принимали несовершеннолетних сирот и стариков. К 1819 году в монастыре было уже 135 человек. За 26 лет со дня своего основания уральский Коенобитский монастырь вырос из небольшой общины и стал одним из первоклассных монастырей России. Так, в 1866 году в монастыре проживал 381 человек, в 1881 — 510, в 1890 — 605. Исторические источники свидетельствуют о появлении в 1866 году новых монахинь, возраст которых варьировался от 4 до 77 лет.
В середине XIX века монастырь был одним из центров начального и среднего женского образования на Урале, здесь действовало четырехклассное женское училище. А в самом монастыре к 1866 году только 17,6 процента сестер не умели писать. И это в то время, когда уровень неграмотности в России составлял более 70%.
Растущий Нововский монастырь способствовал укреплению духовных и материальных основ многих религиозных орденов в Пермской, Толбуйской и позднее Екатеринбургской епархиях. Среди них: женские общины Багаряка и Каслинска, Туринский Николаевский монастырь, Колчеданская женская община, Межигорский монастырь, «Женский приют» в Верхотурске, нынешний Верхотурский Покровский монастырь, Красносельская община и некоторые другие. Сестры из Новобытомского монастыря стали настоятельницами многих из них.
В 1913 году в монастыре проживало 1018 монахинь. Внушительный список ремесел монастыря пополнился новыми: роспись по фарфору, рисование на льне и бархате, выжигание по дереву и коже, резьба по дереву и изготовление искусственных цветов были доведены до совершенства. Монастырь обогатился новыми зданиями: в самом монастыре уже было шесть
Симеона Верхотурского на Малобадзком бассейне была достроена православная церковь, в монастыре и бассейнах были возведены хозяйственные постройки и жилые помещения, а в монастыре — здание для больницы и милостыни. Монастырь продолжал помогать больным, старикам и бедным, как и в первые годы своего существования.
В праздничные дни сотни паломников приходили поклониться реликвиям монастыря, прежде всего Тихвинской иконе Божией Матери. Однако настоятельнице Магдалене (Досмановой) выпало самое тяжелое испытание в ее жизни — бурные события 1917 года и гражданская война.
В 1991 году первый этаж Александро-Невского собора в Екатеринбурге, где долгое время размещались различные советские учреждения, был передан Русской православной церкви. Постановлением Синода в июле 1994 года на этом основании был восстановлен Ново-Тихвинский монастырь в Екатеринбурге. 23 сентября 1994 года Тихвинская икона Божией Матери была перенесена в Александро-Невский православный храм из епархиального управления крестным ходом.
19 мая 2013 года, в 3-ю неделю по Пасхе, в день памяти Святых Иннокентия, мироносицы, Святейший Патриарх Московский и всея Руси Кирилл совершил торжественное освящение обновленного Собора святого благоверного князя Александра Невского в Ново-Тихвинском монастыре Екатеринбурга и Божественную литургию в новоосвященном храме.
29 мая 2013 года, в связи с освящением главного православного храма Ново-Тихвинского женского монастыря в Екатеринбурге в честь святого благоверного князя Александра Невского, Священный Синод постановил переименовать монастырь в Ново-Тихвинский женский монастырь имени Александра Невского в Екатеринбурге.
