Знаменский женский монастырь выходит в комплекс Знаменского храма, построенного в 1754 году в честь святых Захария и Елизаветы. Его прихожанами были не только барнаульцы, но и жители десятка окрестных деревень.
Церковь перестраивалась трижды. Разрешение на строительство каменного храма в честь иконы Знамения Божией Матери был получено только в 1852 году. Строительство длилось шесть лет. На пожертвования прихожан была возведена величественная церковь, увенчанная двенадцатью колоколами на трёхъярусной колокольне. Знаменский храм украсил одну из центральных площадей старого Барнаула — Сенную.
Женский монастырь был открыт при Знаменской церкви в 1994 году. Его первой настоятельницей служила монахиня Глафира. Через два года силами первых сестер Знаменского монастыря был восстановлен главный храм, а также проведен чин освещения придела во имя иконы Знамения Божией Матери. В 1997 году восстановили и заново освятили Никольский придел и придел в честь святых Захария и Елизаветы. Пристройка, возведенная в советские годы, была разобрана. С 1998 года настоятельницей монастыря служила монахиня Надежда. В недавнем времени в монастырь из Иерусалима привезли частицы мощей преподобной мученицы Елизаветы. Также в дар монастырю были отданы образ Божией Матери Почаевской и икона «Неувядаемый Цвет». Отреставрированная икона Знамения находится в правом приделе Знаменского храма. 23 мая 2009 года произошло историческое для Знаменского храма событие, на него установили главный купол с крестом и малые купола. Обновленный храм стал красивой доминантой этой части города.
В 2010 году был совершен чин освящения нового келейного корпуса. Церемония освящение состоялась после Божественной литургии, на ней присутствовало множество гостей. На первом этаже кирпичного трехэтажного корпуса обустроили комнаты для инокинь и насельниц, на третьем этаже расположились просторные помещения для иконописной и швейной мастерских.
В декабре 2014 года храм открылся после масштабной реконструкции, епископ Барнаульский и Алтайский Сергий совершил чин освящения. В ходе ремонтных работ был полностью заменен иконостас. Теперь Знаменский монастырь гордится иконостасом из настоящего кедра. Также был перекрыт пол, выполнены другие восстановительные работы. На сегодняшний день в Знаменском женском монастыре живет 20 служительниц. Настоятельница Знаменского монастыря — игумения Клавдия.
