Според една легенда през 1828 г. на казанлъчанката Сусана Генчева, монахиня от Калоферския женски манастир "Въведение Богородично", се присънила Богородица, която я посъветвала да се върне в родния си град и да основе там манастир. Дълбоко вярващата жена изпълнила святото послание. Събрала осем момичета от Казанлък за послушнички и започнала да ги обучава на църковнославянско богослужение и ръкоделие. Новосъздаденият женски метох бил приютен в къщата на известния търговец на розово масло Иванчо Клатната. След време послушничките решили да се замонашат и подстрижението извършил архимандрит Калиник – игумен на манастира в село (сега град) Мъглиж, Казанлъшко.

Монахините живели в бедност и лишения в продължение на 14 години с мечтата да построят истински манастир. Най-дейно с тази задача се заела една от сестрите – Зиновия Станчева. За да осигури необходимите средства, тя заминала с още две монахини за Браила (Румъния), където брат й Димитър Станчов бил търговец. С негова помощ събрали от българската общност там първите хиляда гроша. Със 750 от тях купили земята, на която се намира сега манастирът. Но за да се узакони неговото съществуване, бил необходим ферман, който успeли да издействат живеещите тогава в Цариград богати калоферски търговци – братята Христо и Никола Тъпчилещови. За няколко години монахините пътували осем пъти до Русия през Цариград и Одеса, като обикаляли Киев, Москва, Петербург, Кронщат и други градове, събирайки дарения за строежа на църква и монашески килии, а в периода 1867–1871 г. – в Сърбия и Австрия, за средства, необходими за построяване на женско сиропиталище по европейски модел.

В продължение на 15 години манастирският двор постепенно се застроява – изгражда се високата масивна ограда, монашеските килии в северната му част. Според спомените на монахините от онова време първите подстрижения в новата обител се извършвали на двора под овощните дървета, защото църква все още нямало. Манастирът бил наречен "Въведение Богородично" като калоферския, от който дошла неговата основателка.

 
Манастирът не остава изолиран от Руско-турската освободителна война. На 19-ти юли 1877г. започнали военните действия в този район. Под напора на турските войски руските войници и българските опълченци отстъпили, а местното население тръгнало да бяга. Голяма част от бежанците били настанени в Казанлъшкия девически манастир, но скоро след това много от тях били изклани от турците. Сестрите от манастира заедно с местното население се отправили към Балкана, за да се спасят. Игуменка Капитолина достигнала Румъния и се завърнала след края на войната. В същото време войските на Сюлейман паша навлезли в Казанлък, като част от тях се настанили в манастира.
      На Коледа 1977г., обаче, започнало отстъплението на турските войски, които се опитали да опожарят храма, след като го заключили. При бягството, обаче, изгубили ключа в двора и монахините го намерили и успяли да потушат пожара. Стенописите били опушени, но запазени. В началото на 1878г. руски войски слезли в гр. Казанлък за почивка и възстановяване, като част от тях били настанени в Казанлъшкия манастир, а сестрите поели грижа за болните и ранените. В двуетажажната източна сграда бил устроен лазарет, а гробовете на тези, които не успели да оцелеят, могат да се видят около североизточната страна на храма. В двора на манастира също така може да се види монументален паметник в памет на загиналите руски войници, български опълченци и убитите в манастира 340 граждани на Казанлък.

 В края на декември 1877 г. монахините предоставят на военното командване на Брянско-орловските части двуетажната къща източно от храма за временна военна болница и заедно с руските медицински сестри поемат грижата за ранените и болните. Но на някои от тях съдбата отредила да останат завинаги в манастирския двор. Наред с гробовете на монахини и игуменки са и тези на починали от раните си войници от Пета дружина на Българското опълчение и на много руски офицери и войници.

     Тук е погребан и ислямизираният англичанин, офицерът от турската армия Леман паша. Според една легенда преди смъртта си, разкаян, дето е изменил на вярата си, той сам пожелал да бъде заровен пред входа на храма, за да го "тъпчат" християните, когато влизат и излизат от църквата. Шест от надгробните паметници са обявени за паметници на културата с регионално значение.

През 1974 г. (ДВ, бр. 34) храмът, както и мраморната чешма в двора и сградите, използвани за руска болница по време на Освободителната война, са обявени за паметници на културата.