Корнилие-Палеостровский мужской монастырь был основан в начале XV века прп. Корнилием. Получив благословение на подвиг просвещения язычников, преподобный остановился на острове Палей Онежского озера и основал здесь монастырь.
Палеостровская обитель со своим строгим иноческим уставом пользовалась большой известностью. Главными ее святынями почитались святые мощи прпп. Корнилия и Авраамия Палеостровских, и ныне пребывающие под спудом. Также в монастыре бережно хранились вериги его основателя, позже вынесенные раскольниками, дважды захватывавшими монастырь в последней трети XVII века. В Палеостровской обители произошли самые массовые раскольнические самосожжения, в огне погибли плененные игумен Тихон с братией.
Восстановлен монастырь был только к началу XIX века. Монастырский ансамбль составляли каменные храм Рождества Пресвятой Богородицы, двухэтажный корпус с домовой церковью с редким посвящением престола во имя прп. Ефрема Сирина, а также двухэтажная гостиница. Со стороны озера шла ограда, сложенная из дикого камня.
После установления советской власти обитель была закрыта, монастырские земли и угодья разделены между организованной сельхозкоммуной, местным населением и братией. От древнего монастыря почти ничего не осталось, только стены братского корпуса да руины белокаменного храма.
Монастырь был вновь открыт решением Священного Синода Русской Православной Церкви от 7 марта 2000 года. Усердием нескольких монахов под началом игумена Иоанна Зюзина обитель постепенно восстанавливается. Построены деревянный храм Рождества Богородицы, несколько келий и корпус для проживания наместника монастыря с библиотекой, братский корпус, гостиница для паломников, дизельная станция. Восстановлен трапезный корпус с хлебопекарней. Братия обители намерена восстановить разрушенный каменный братский корпус.
В 2011 году Палеостровская обитель открыла подворье в г. Петрозаводске, через два года на территории подворья был возведен храм во имя иконы Пресвятой Богородицы «Знамение». Деревянная шатровая церковь высотой 18 м построена всего за год на средства благотворителей. Иконостас выполнен в Саратове, киоты настенных и напольных икон изготовлены петрозаводскими мастерами, храмовые иконы написаны иконописцами из Петрозаводска и Черногории. Адрес подворья: г. Петрозаводск, Вытегорское шоссе, д. 4.
