Монастырь расположен в центре древнего посада Переяслава, севернее территории цитадели. В 1695-1700 годах здесь был воздвигнут каменный собор Вознесения Господня. Оплачивал строительство гетман Иван Мазепа. Вместе с деревянными строениями, поставленными в те же годы вокруг собора, храм образовал архитектурный ансамбль нового мужского монастыря. Когда в 1700 году в городе возродили существовавшую в эпоху Киевской Руси епископскую кафедру, Вознесенский монастырь стал резиденцией правящего архиерея. Создание монастыря положило начало образованию нового центра города. До 1733 года и с 1785 года епископ Переяславский служил викарием при Митрополите Киевском, а в период между этими датами – архиереем самостоятельной епархии; его ведению подлежала опека не только Переяславщины, но – до 1790-х годов – и православного населения Правобережной Украины, которое, за исключением Киева с округой, до конца XVIII века оставалась под властью католической Польши. В 1785-1793 годы центром епархии временно был правобережный г. Слуцк, в 1799 году ее переименовали в Малороссийско-Переяславскую, в 1803 году – в Полтавско-Переяславскую, в 1847 году кафедру перенесли в Полтаву, до начала ХХ века Переяслав оставался в составе Полтавщины. В 1816 году штат братии монастыря перевели в г. Саратов, после чего Вознесенская обитель считалась внештатной, «с неопределенным количеством монашествующих», а в 1847 году была приписана к Полтавскому Архиерейскому дому.
В 1701 году Мазепа подарил обители Пересопницкое Евангелие, перед которым приносят присягу Президенты Украины, известная своим высоким художественным оформлением, эта рукописная книга содержит 1-й известный историкам перевод канонического Евангелия на украинский язык; книга создавалась на Волыни: одна часть рукописи выполнена в 1556 году в женском Дворецком монастыре близ г. Изяслава на Хмельниччине, другая – в 1561 году в мужском Пересопницком монастыре на Ровенщине; работа над книгой велась на средства княгини Анастасии Заславской-Ольшанской, которая, приняв монашество с именем Параскевы, была игуменией Дворецкой обители; в 1830-х годах книгу нашел в библиотеке Переяславской семинарии филолог Иосиф Бодянский, с публикаций которого начинается научная литература о Пересопницком Евангелии как выдающемся памятнике духовной книжности Украины; с переводом семинарии в Полтаву, книга покинула Переяслав; впоследствии она хранилась в Полтавском историко-краеведческом музее, после Великой Отечественной войны – в музее-заповеднике на территории Киево-Печерской Лавры, откуда передана в Национальную библиотеку Украины им. Владимира Вернадского.
С 1738 года при монастыре действовал Коллегиум – одна из высших школ Украины XVIII века, его открыл Переяславский епископ Арсений Берло, отчего преподаватели называли Коллегиум Берлианским. Обучение в нем было доступно для выходцев из всех сословий, начиналось в 11 и продолжалось на протяжении 11-12 лет. Около половины учеников были из малоимущих семей: они находились на содержании епархии и жили в бурсе – общежитии при Коллегиуме; в низших классах – фаре, инфиме, грамматике, синтаксиме – поэтапно овладевали церковно-славянским, латинским и греческим языками, изучали катехизис, основы христианской веры, священную историю, арифметику и географию; затем следовали средние классы – поэтика и риторика; в 1773 и 1781 годах были открыты высшие классы – философия и богословие, а до той поры лучших учеников направляли в высшие классы Киевской Академии и Черниговского Коллегиума, которые существовали до 1785 года; кроме основного предмета, в средних и высших классах учили общую и отечественную историю; с 1802 года в Коллегиуме преподавали также основы медицины; факультативно изучались немецкий и французский языки. В 1753-1754 годах в Коллегиуме преподавал поэтику украинский философ Григорий Сковорода. В 1776 году Коллегиум был обращен в духовную семинарию. В начале XIX века в ней учился выдающийся филолог Иосиф Бодянский. В 1862 году семинарию перевели в Полтаву. Изначально Коллегиум размещался в специально выстроенном для него деревянном доме; во время городского пожара 1748 года постройка сгорела, занятия перенесли в пустующий частный дом близ монастыря; в 1753-1757 годах в обители построили каменный корпус Коллегиума, существующий доныне. С 1862 года здесь находилось духовное училище, в 1972 году – открыт Мемориальный музей Григория Сковороды.
4 октября 1766 года в Вознесенском соборе с почестями погребена глава св. мч. Даниила Кушнира – старосты Успенской церкви местечка Млиев на Черкащине, оклеветанного и казненного в том же году за активное участие в возвращении своего храма из унии в Православие, отсеченная во время казни глава мученика была насажена на кол, но затем тайно перенесена православными на Левобережье, а остальные мощи после сожжения тела палачами были погребены вблизи места казни; почитание памяти св. мч. Даниила началось сразу после его кончины, в 1994 году Священный Синод УПЦ принял решение о канонизации подвижника и установил празднование его памяти 11 августа. С 1786 года в соборе почивали мощи прмч. Макария Овручского и Каневского – уроженца г. Овруча, постриженника и настоятеля Овручского мужского монастыря, затем настоятеля Каневского мужского монастыря, убитого турками в 1678 году при разорении г. Канева, погребенные в Каневской обители мощи были в 1688 году обретены и перенесены в Воскресенский храм Переяслава, в 1713 году – в Свято-Михайловский Переяславский монастырь, с 1942 года они пребывают в Черкассах, память прмч. Макария – 7 сентября и 13 мая: в день кончины и в день перенесения мощей в 1750 году из трапезной церкви Свято-Михайловского монастыря в новый главный храм той же обители.
С начала 1920-х годов Вознесенский собор принадлежал УАПЦ, в 1925 году территорию монастыря заняла воинская часть, в начале 1930-х годов храм превратили в зернохранилище. В годы Великой Отечественной войны собор лишился купола, в стенах здания появились вертикальные трещины, в 1946 году монастырские здания были взяты на учет как памятники архитектуры национального значения. В 1954-1964 годах собор отреставрировали, но старинные росписи в нем забелили и использовали его как склад, а в колокольне устроили водонапорную башню. Хотя в 1955 году была установлена охранная зона памятника, куда вошли собор, колокольня и здание Коллегиума, часть территории монастыря осталась у военных. В 1972 году в здании Коллегиума открыли Мемориальный музей Григория Сковороды, в 1975 году в соборе был открыт Музей-диорама, посвященный форсированию советскими войсками Днепра около Переяслава-Хмельницкого в 1943 году. С 1978 года в городе велось строительство нового Исторического музея, где предусматривали выделение зала для переноса диорамы, но из-за недостаточного финансирования проект до сих пор не осуществлен. В 2002 году начат процесс передачи территории воинской части Национальному историко-этнографическому заповеднику «Переяслав». В конце 1990-х годов при соборе была зарегистрирована община УПЦ КП, члены которой собирались в специально оборудованном помещении, позже было приспособлено помещение в колокольне. Дабы возрождение святыни происходило в лоне канонической Церкви, 10 февраля 2011 года Священный Синод УПЦ благословил открытие Вознесенского мужского монастыря.
