Находится в сев.-вост. части г. Немирова Винницкой обл. (Украина). Основан ок. сер. XVIII в. гр. В. Потоцким (1740-1825), гос. и военным деятелем Речи Посполитой, последним подкоморием великим коронным (1773-1796), ген.-лейтенантом коронных войск (1775). Первоначально мон-рь был мужским и располагался, вероятно, в с. Монастырском или в урочище Монастырёк близ мест. Немиров.
В 1783 г. Н. м. был обращен в женский с посвящением свт. Николаю Чудотворцу и переведен на территорию немировского дворца гр. Потоцкого. По легенде, во сне католику гр. Потоцкому явился свт. Николай Чудотворец и повелел освободить дворец для правосл. обители, но помещик игнорировал видение. Лишь после 3-го явления святителя, когда Потоцкий чудесным образом был вынесен из дома на кровати во двор, граф внял повелению святого и освободил усадьбу для размещения в ней мон-ря. В 1797 г. он официально подтвердил свое разрешение на пребывание здесь монахинь и подарил новосозданному мон-рю земельные угодья. В обители были воздвигнуты Успенский храм, Никольская ц., устроены кельи.
14 окт. 1798 г. по ходатайству еп. Брацлавского и Подольского Иоанникия (Никифоровича-Полонского) решением Синода Н. м. был возведен во 2-й класс, его существование обеспечивалось из гос. казны. В рапорте игум. Рахили 1799 г. на имя еп. Иоанникия говорилось: «...в церквях, в монастыре состоящих, по ветхости оных, делается течь, и в первой из них, Успенской, недоделанный иконостас начал уже через то портиться; 20 келий из хворосту зделанныя, колодец и поварня также ветхи». К 1813 г. помимо храмов в Н. м. имелись 17 келий, «плетенных из хворосту и обмазанных глиною» (ИРИ. Ч. 5. С. 143). При настоятельнице (1800-1837) игум. Еннафе были построены каменный Успенский храм (ок. 1809), новые деревянные кельи, хозяйственные помещения. В 1841 г. Н. м. был переведен в разряд третьеклассных.
В 1-й пол. 1845 г., во время управления (1845-1903) игум. Аполлинарии (Балушиной; 2 февр. 1818 - 6 мая 1903), пожар уничтожил все деревянные постройки: кельи, хозяйственные помещения; сохранились дом настоятельницы и Успенский храм. В том же году на месте сгоревшей деревянной Никольской ц. были возведены одноименный каменный храм (в 1862 пристроен северный придел, в 1894 - южный), а вскоре - каменный одноэтажный келейный корпус с галереей коротких колонн тосканского ордера, трапезная, дом священника. До игум. Аполлинарии в мон-ре придерживались особножительного устава: каждая монахиня, а иногда 2 или 3 строили за свой счет дом, в котором проживали и вели отдельное хозяйство. В 1846 г. по представлению благочинного монастырей игум. Гедеона и по благословению Подольского и Брацлавского архиеп. Арсения (Москвина; впосл. митрополит Киевский и Галицкий) в Н. м. было введено общежитие.
К сер. XIX в. мон-рь владел подаренными гр. Потоцким 37 дес. земли. В 1865 г. старанием настоятельницы обитель наделили из казны еще 125 дес. земли близ с. Ксендзовка (Ксендзивцы) Ямпольского у. Впосл. по прошению (1893) еп. Подольского и Брацлавского Димитрия (Самбикина) мон-рю было отведено 88 дес. леса и передана мельница в с. Ксендзовка. Но, не имея возможности собственными силами использовать эту землю и мельницу, сестры сдавали их в аренду. В 1893 г. по прошению игум. Аполлинарии (Балушиной) обители было пожаловано еще 153 дес. 2008 кв. саж. земли - близ с. Бугаков Брацлавского у., в 12 верстах от Немирова.
В 1851-1858 гг. Успенский храм отремонтировали и расширили за счет пристроенных притворов, в алтарной части был положен новый пол из чугунных плит. В 1846-1865 гг. возведена кирпичная ограда длиной более 1 км и высотой более 3 м с 4 угловыми башнями. Также были построены каменный флигель для инокинь (1853), кухня с помещениями для рабочих, дом для трапезной с кухней и пекарней (1867), 3-ярусная колокольня (1873). В 1876-1881 гг. по благословению Подольского и Брацлавского еп. Феогноста (Лебедева; впосл. митрополит Киевский и Галицкий) в Н. м. был возведен величественный собор во имя Св. Троицы. В 1888-1889 гг. построена еще одна маленькая колокольня - в память спасения семьи имп. Александра III Александровича при крушении поезда 17 окт. 1888 г. на ст. Борки. К кон. XIX в. полностью сформировался архитектурный ансамбль обители. Строительство в Н. м. велось с использованием доброкачественного кирпича, к-рый изготавливался на кирпичном заводе при мон-ре.
Сестры в золотошвейной мастерской изготавливали предметы убранства храмов, в т. ч. икон, шили священнические ризы для кафедральных соборов и архиерейских ризниц. Среди святынь в Успенском храме Н. м. находилась икона Богородицы с Предвечным Младенцем, изображенными на одном полотне со свт. Николаем Чудотворцем. Во время пожара 1845 г. этой иконы не коснулся огонь. Др. почитаемая икона - Казанский образ Божией Матери, находившийся над царскими вратами в Свято-Троицкой ц. Украшением Н. м. был образ Успения Пресв. Богородицы (1846-1847) на горнем месте Успенской ц., работа худож. И. Сошенко. Почитались также иконы прп. Сергия Радонежского и блгв. кн. Александра Невского, ранее находившиеся в Исаакиевском соборе С.-Петербурга и пожертвованные монастырю по просьбе игумении. В 1910 г. афонские монахи передали в Н. м. образ Божией Матери «Троеручица», позже находившийся в браиловском во имя Святой Троицы женском монастыре.
1 окт. 1860 г. игум. Аполлинарией в Н. м. была возобновлена работа Духовного уч-ща для девушек-сирот и детей бедных священно- и церковнослужителей епархии. Сначала девушек обучали только Закону Божию, чтению, грамматике и рукоделию. Учителями были инокини мон-ря. В 1875 г. классы в уч-ще были разделены на подготовительный и 3 следующих за ним. Была введена особая программа для преподавания Закона Божия, рус. и церковнослав. языков и арифметики. В 1884 г. Немировское монастырское уч-ще преобразовано в церковноприходскую школу, в программу которой введено изучение дополнительных предметов - истории и географии. Среди преподавателей здесь трудился свящ. Димитрий Леонтович, отец известного композитора и дирижера Н. Д. Леонтовича (1877-1921), обучившего сына игре на виолончели, скрипке, гитаре. При Н. м. также находились лазарет и гостиница.
В 1895 г. в Н. м. проживало ок. 30 монахинь и 50 послушниц. В 1899 г. Подольский и Брацлавский еп. Ириней (Орда) при посещении Н. м. сказал: «Здесь видна благодатная трудовая жизнь, видна действительно христианская община, объединенная одной целью - молитвою и трудовою жизнью ко спасению души» (Ист. записка о 25-летнем существовании Подольского уч-ща девиц духовного ведомства // Подольские ЕВ. 1899. № 43. С. 566).
К 1906 г. в обители проживали игумения, 29 монахинь и 88 послушниц. После начала первой мировой войны по благословению Подольского и Брацлавского еп. Митрофана (Афонского) был учрежден Подольский временный епархиальный комитет по оказанию помощи раненым и больным воинам. К янв. 1915 г. распоряжением этого комитета были открыты лазареты в Н. м. и Браиловской обители, сестрами милосердия служили насельницы.
В 1922 г. под предлогом недостачи денег на закупку хлеба власти изъяли из Н. м. все церковные ценности и колокола, а также более 300 дес. земли. К кон. 1929 г. исполнительные органы советской власти приняли решение о закрытии мон-ря. Бо́льшая часть монахинь переехала в браиловский Троицкий женский мон-рь, часть - в дом инвалидов, остальные поселились у родственников. Храмы и несколько помещений были переданы в рас-поряжение воинской части, в 1930 г. на территории обители разместилась Немировская машинно-тракторная станция (МТС). Остальные здания занял детский дом. Осенью 1941 г. при оккупации территории немецко-фашистскими войсками детский дом был эвакуирован, насельницы (ок. 55 чел.) вернулись в монастырь, богослужения совершались в оборудованной домовой церкви.
После освобождения Немирова от немецко-фашистских захватчиков в монастырских помещениях располагались детский дом, а также школа для глухонемых и уч-ще агрономов. Монахини продолжали проживать в корпусах обители до мая 1951 г., когда снова были выселены в Браиловский мон-рь. 20 марта 1958 г. Исполнительный комитет Немировского районного совета депутатов трудящихся принял решение разобрать зимнюю Успенскую ц. как аварийную.
В нач. 90-х гг. XX в. настоятель Никольского храма пос. Брацлава, благочинный Немировского окр. прот. Николай Чорнопищук, организовав церковную общину, добился разрешения на реставрацию монастырского Троицкого храма.
19 авг. 1992 г., в праздник Преображения Господня, в Свято-Троицком храме впервые за долгие годы была отслужена Божественная литургия, которую возглавил прот. Н. Чорнопищук. 7 марта 1996 г. решением Синода УПЦ мон-рь был возрожден и переименован в Свято-Троицкий. Старшей сестрой обители 3 апр. 1996 г. Синод УПЦ назначил инокиню Галину (Грицишину). 24 дек. 1997 г. Тульчинский и Брацлавский еп. Иннокентий (Шестопаль) совершил 1-й постриг в монашество в возрожденной обители - инокини Галины (Грицишиной) с наречением имени Херувима и 2 послушниц. На следующий день мон. Херувима была возведена в сан игумении. Под ее руководством Н. м. был восстановлен, построены 3-этажный сестринский и одноэтажный игуменский корпуса (2006), большой гараж-склад, заасфальтированы территория и хозяйственный двор. Рядом с Троицким храмом был выкопан колодец, а над ним возведены часовня и колокольня (1998). 18 мая 2006 г. митр. Киевский и всея Украины Владимир (Сабодан) совершил чин освящения крестов для Троицкого собора.
Н. м. владеет 7 га земли, к-рую обрабатывают насельницы, подсобным хозяйством, имеется мастерская по шитью священнических и церковных риз. При мон-ре действуют воскресная школа для взрослых и детей, б-ка, киоск для продажи церковной лит-ры. Заботами игум. Пимена (Перкуна) в обители появилась копия утраченной иконы Божией Матери с Предвечным Младенцем, изображенных на одном полотне со свт. Николаем Чудотворцем. Также в Н. м. хранится неск. частиц мощей святых.
9 февр. 2006 г. мон-рь получил статус ставропигиального. В 2007 г. в г. Немирове был создан музей, рассказывающий о становлении Православия на Немировщине и о создании мон-ря.
20 июля 2012 г. на заседании Синода УПЦ было принято решение об открытии в г. Ладыжин Винницкой обл. монастырского скита.