Основана в 1884 году преподобным Амвросием оптинским по завещанию его духовной дочери монахини Амвросии (Ключаревой, 1818-1881) и на ее средства. Еще при жизни призревая престарелых вдов и сирот-девиц, желающих посвятить себя служению Богу, она завещала устроить женскую общину с богадельней в принадлежавшем ей имении Шамордино.
Создание Казанской Амвросиевской Шамординской женской пустыни связано с деятельностью иеросхимонаха, старца Козельской Свято-Введенской Оптиной пустыни, преподобного Амвросия, который в 1870-1880 годах участвовал в создании целого ряда монастырских женских общин, главным образом для неимущих женщин. Деньги на строительство были пожертвованы богатейшим московским купцом, чаеторговцем Перловым (владельцем всем известного "китайского чайного домика" на Мясницкой в Москве) .
Кроме главного Казанского храма, поражающего своими масштабами и красотой, были возведены усыпальница, трапезная, больница, корпус для сестер, "футляр" для кельи Амвросия. При пустыни имелась школа, типография, мастерские художественного рукоделия, фотографии, живописи, по чеканной работе, золочению и другие. В Шамординском монастыре Амвросий организовал благотворительные заведения: приют на 60 девочек-сирот, приют на 10 калек, женскую богадельню, больницу для бедных с бесплатным лечением и лекарствами, странноприимный дом. Здесь же, в своей келье, он и скончался 10 октября 1891 года. Всего же монастырь был рассчитан на 500 монахинь и на 700 послушниц.
Двадцать один год провела в Шамординском монастыре рясофорная монахиня Мария Николаевна Толстая - сестра Л. Н. Толстого, к которой он приходил в 1890 и 1910 годах. В 1890 году Л. Н. Толстой начал здесь работу над повестью "Хаджи -Мурат", а его последний визит в 1910 году в Шамордино состоялся за несколько дней до смерти - после ухода из Ясной Поляны, перед самой болезнью на станции Астапово.
За годы советской власти монастырь и его основные постройки сильно пострадали. В его стенах расположили сельскохозяйственное училище; в 1950-х годах тут преподавал ссыльный Булат Окуджава. Келья Амвросия была разобрана и перенесена в соседнюю деревню, домик М. Н. Толстой перевезен в Козельск.
С 1990 года в монастыре возобновлена религиозная жизнь. В обители живут и трудятся свыше 100 насельниц (монахинь и послушниц) .
