До основания монастыря на острове существовала православная Нятина пустынь.
Основан в 1520 году карельским святым Ионой, сыном новгородского посадника Иваном Климентьевым.
При нём были возведены деревянные Никольский и Троицкий храмы. Сам Иона не принял поста настоятеля, оставшись простым монахом. Умер в 1534 году, похоронен у стен храма во имя святителя Николая.
В 1613—1614 годах монастырь пострадал от набега шведов.
До 1664 года настоятельство было игуменским, после — строительским.
В 1709 году сгорел Никольский храм. В 1712 году был заново отстроен Троцкий храм. В 1714 году возведена Сретенская церковь, перестроена в 1843 году и освящена во имя Святителя и Чудотворца Николая. На средства императрицы Елизаветы была построена каменная церковь во имя Святых праведных Захария и Елизаветы, вновь освящена после ремонта в 1840 году. В этой церкви находилась гробница Ионы Клименецкого.
С 1764 года — заштатный монастырь, с 1769 года — упразднён. С марта 1772 года церкви монастыря переданы в ведение Сенногубского прихода.
В 1833 году монастырь восстановлен первым епископом Олонецким и Петрозаводским Игнатием в подчинении управляющего Олонецким архиерейским домом Ионы. Игнатий пожертвовал часть своего имущества в монастырь, написал очерк по истории монастыря.
По проекту и под руководством олонецкого губернского архитектора В. В. Тухтарова в 1853 году были проведены работы по восстановлению зданий монастыря.
23 апреля 1860 года монастырь получил самостоятельность.
В 1876 году при монастыре открыта спасательная станция, которую возглавлял настоятель.
В 1884 году монастырь посетил великий князь Владимир Александрович.
Монастырь был одним из мест паломничества богомольцев из Петрозаводска.
В 1901 году по инициативе благочинного, архимандрита Варнавы была открыта школа грамоты, в 1902 году преобразованная в церковно-приходскую школу. В 1903 году её покровителем стал великий князь Константин Константинович.
5 апреля 1902 года обитель пострадала от пожара.
В 1905 году в монастыре была освящена деревянная церковь во имя преподобного Ионы Клименецкого.
В 1906 году — преобразован в женский. В Первую мировую войну монахини монастыря сотрудничали с Общероссийским союзом помощи больным и раненым воинам.
Страховая опись 1913 года включает 27 строений на территории монастыря — храм Захария и Елизаветы, колокольню, церковь Ионы Клименецкого, четырехугольную часовню, башню–келья в юго–восточном углу ограды, новый двухэтажный братский корпус на каменном фундаменте, двухэтажный малый братский корпус, деревянную трапезную, домик–келью, погреб–яму, ледник.
В 1920 году постройки монастыря переданы местному совхозу, позднее в для мастерских дома инвалидов, пионерскому лагерю.
В 2015 году был создан приход храма праведных Захарии и Елисаветы Клименецкого монастыря.
Настоятелем стал игумен Александр Марченко, в прошлом наместник, с 2011 года игумен, Кемского Благовещенского мужского монастыря во имя новомучеников и исповедников Церкви Русской с 2000 года по 2015 год. В мае 2016 года возвратились первые монахи в возрождающийся Клименецкий монастырь и начались строительно-восстановительные работы. Для организации подворья монастыря Митрополитом Петрозаводским и Карельским Константином был передан дом, в котором жил митрополит Мануил Павлов.
3 сентября 2017 года митрополитом Константином был освящён построенный на старом фундаменте храм во имя святителя Николая Чудотворца.
