Николо-Пешношский монастырь был основан в 1361 году преподобным Мефодием Пешношским. Подвижник, искавший уединенного жития, поначалу поселился в келье за рекой Яхромой, за версту от нынешней монастырской ограды. Со временем святость жизни отшельника получила известность, и к нему стали стекаться люди, жаждущие монашеского подвига. Когда же братия решили построить церковь, сам преподобный Сергий подсказал своему ученику место для неё — то самое, на котором сегодня стоят монастырские храмы. Первая деревянная церковь здесь была возведена во имя святителя Николая Чудотворца, которому и посвятили и новый монастырь. При строительстве Преподобный Мефодий пешком носил через речку бревна, поэтому обитель назвали «Пешношской» («пеш ноша»).
В 1553 году обитель посетил сам Иван Грозный. Самодержец, только что излечившийся от смертельной болезни, с супругой и годовалым сыном совершал паломническую поездку. Настоятелем здесь в это время был будущий святитель Варсонофий. Царь осмотрел монастырь, приложился к мощам преподобного Мефодия и побеседовал с жившим здесь на покое бывшим коломенским епископом Вассианом (Топорковым). В Смутное время монастырь был сожжен. Тогда его, несмотря на ожесточенное сопротивление защитников, взяли поляки. После Смуты монастырь долгое время восстанавливался.
В 1700 году монастырь посетил Петр I, царским указом от 11 апреля 1700 года повелевший Пешноше перейти в ведение Троицкого монастыря. В 1764 году при проведении секуляризационной реформы монастырь закрыли, но уже в 1766 году обитель была восстановлена.
С 1788 года, после назначения строителем монастыря иеромонаха (впоследствии архимандрита) Макария (Брюшкова), Пешношский монастырь, переведенный в состав Московской епархии, переживает второй расцвет. При нём в 1795 году обитель посетил митрополит Платон (Левшин), пробыл в ней несколько дней и был так восхищен её порядком и благоустройством, что сказал: «Пешноша — в моей епархии вторая Лавра». В 1812 году Николо-Пешношской обители посчастливилось избежать захвата и разорения французскими войсками.
К началу XX века в обители подвизались около 200 человек, без учета послушников и трудников. После революции 1917 года он ещё действовал некоторое время, но власти уже передали тогда ряд зданий филиалу Дмитровского краеведческого музея. В 1928 году и филиал музея, и монастырь были закрыты. В том же году монастырскую территорию занял Дом инвалидов Мособлсобеса. В 1941 году монастырские здания сильно пострадали при артобстрелах и авиабомбардировках. С середины 60-х годов по 2014 год в помещениях монастыря размещался Психоневрологический интернат г. Москвы № 3.
В 2007 году Святейший Синод принял решение открыть мужской Николо-Пешношский монастырь. В период с 2007 по 2014 год по благословению Митрополита Крутицкого и Коломенского Ювеналия проведена реставрация зданий монастыря. Одновременно с окончанием реставрации было построено новое здание интерната, куда переехали проживающие. 24 августа 2014 года Святейший Патриарх Московский и всея Руси Кирилл совершил в обители Божественную Литургию, знаменующую собой окончание восстановления и передачу монастыря Русской Православной Церкви.
