Каменный однопрестольный Крестовоздвиженский храм был построен в 1880 году на земле более чем в 4000 кв. м., купленной для этой цели екатеринбургским купцом и городским головой В.В. Кривцовым, и действовал как домовая церковь для Детского приюта Екатеринбургского благотворительного общества. До лета 1919 года он использовался в качестве полковой церкви для полков екатеринбургского гарнизона, расквартированных в Оровайских казармах, в которых и теперь располагается воинская часть. При церкви существовал хор певчих, состоявший из 15 приютских мальчиков, двух писарей Екатеринбургского уездного воинского начальства, помощника надзирателя военного лазарета и рядовых Екатеринбургской местной команды. С 1927 года по 1930 год Крестовоздвиженский храм, сохранявший верность Митрополиту Сергию, являлся кафедральным собором Екатеринбурга. Служили в нем тогда 12 священников, от чего храм и носил народное название «Собор двенадцати апостолов».
Постановлением большевистских властей города в 1930 году храм был закрыт и подвергся разрушительной перепланировке, снесены купол и колокольня. Храмовая община была слита с общиной Александро-Невского собора бывшего Ново-Тихвинского женского монастыря, в то время монастырь уже был закрыт.
Крестовоздвиженский храм после прекращения богослужений использовался как кинотеатр. В военные годы в алтаре храма жил слон одного из эвакуированных зоопарков. После войны храм был разгорожен на два этажа. Первый этаж занимали мастерские Художественного фонда, второй – различные архитектурные организации. Летом вокруг храма сушились гипсовые бюсты Ильича.
В начале 90-х годов ХХ столетия у городских властей появился план продать здание Крестовоздвиженского храма коммерческой организации, которая брала на себя обязательства полностью восстановить облик здания и собиралась осуществлять в нем торговлю товарами из Турции. Узнав об этом, местное казачество стало обращаться к властям города с просьбами о передаче храма Русской Православной Церкви. Тем временем планы властей поменялись, и здание решили приспособить для организации зала звукозаписи для Свердловской государственной телерадиовещательной компании (СГТРК). Для этого было предпринято разрушение межэтажных перекрытий и ликвидация обветшавшей отопительной системы. В этот момент сократилось государственное финансирование нужд СГТРК, и осенью 1993 года храм был передан Екатеринбургской епархии Русской Православной Церкви. Казачья община стала наблюдать за тем, чтобы люди не растащили для своих нужд то, что еще можно было унести из храма, на тот момент пришедшего в упадок. Первым настоятелем новооткрытого храма стал священник Андрей Дедюхин-Сицкий, потомственный казак.
Богослужения совершались в помещении бывшей колокольни на втором этаже, где сейчас размещается монастырская трапезная. Временный придел был назван во имя святого великомученика Георгия Победоносца. В холодное время года отопление производилось электрической тепловой пушкой.
В пределах бывшей паперти в советское время была построена красно-кирпичная пристройка, где разместился казачий штаб. После того как в штабе произошёл пожар и сгорел придел во имя святого великомученика Георгия, Правящий Архиерей епископ Никон Миронов благословил прекратить казачью деятельность при Крестовоздвиженском храме.
Осенью 1994 года состоялся Крестный ход с перенесением в Крестовоздвиженский храм мощехранительной Иверской иконы Божией Матери с мощами святых воронежской и уральской земель из Иоанно-Предтеченского кафедрального собора.
26 декабря 1995 года по представлению епископа Никона Миронова Священный Синод принимает решение об учреждении монастыря при Крестовоздвиженском храме города Екатеринбурга. В настоящее время монастырь насчитывает три иеромонаха и одного иеродиакона. Также при монастыре живёт христианская учащаяся молодёжь. Насельники обители участвуют во всех мероприятиях, проводимых миссионерским отделом Екатеринбургской епархии, поскольку Крестовоздвиженский монастырь является миссионерским монастырём Центрального благочиния. Монастырь проводит антисектантскую деятельность, при монастыре действует центр реабилитации жертв нетрадиционных религий во имя святого преподобного Иосифа Волоцкого и активную работу с молодежью, многие представители которой теперь обучаются в Екатеринбургской православной духовной семинарии.
Святыни монастырского храма – частица Честного и Животворящего Креста Господня в каменном ларце, Иверская икона Божией Матери с мощами святителей Митрофана Воронежского и Тихона Задонского, святого праведного Симеона Верхотурского, святых преподобных Далмата Исетского, местночтимый святой Курганской епархии и Арефы Верхотурского, местночтимый святой Екатеринбургской епархии, блаженного Космы Верхотурского, местночтимый святой Екатеринбургской епархии, мощехранительные иконы преподобного Серафима Саровского, святителя и исповедника Луки Симферопольского Войно-Ясенецкого и священномученика Фаддея, Архиепископа Тверского, а также чтимые иконы Божией Матери Тихвинская и святителя Николая Чудотворца, афонского письма.
