Раньше, на месте Екатерининского монастыря Царь Алексей Михайлович со свитой устраивал охоту, где во время одной из ночевок явилась Алексею Михайловичу великомученица Екатерина со словами: «Не ужасайся, Царь, но благодари Господа. В эту ночь по Его воле разрешилась от бремени супруга твоя и принесла тебе дщерь на утешение!»

По дороге в Москву Царь встретил гонца с вестью, что Царица родила дочь, и обе они, и юная мать, и новорожденная находятся в вожделенном здравии. Царь, обливаясь слезами умиления, снял шапку и, осенив себя крестным знамением, воскликнул: «Чудны дела Твои, Господи!» И тогда же он положил на месте чудного видения основать монастырь, а свою дочь назвать в честь явившейся ему святой великомученицы Екатерины. Событие это произошло 24 ноября (7 декабря н.ст.) 1658 года.

Первые строения монастыря были сделаны из дерева, однако уже в мае 1664 года Царь Алексей Михайлович повелевает деревянные постройки продать или разобрать на иные цели и возвести здесь каменные сооружения: одно — для церковного причта, другое — для содержания престарелых Царских слуг. Строительство Государь поручил приказчику из Москвы А.Мерчукову. Со всех сторон подвозили к пустыни необходимые материалы: из Москвы стрельцы везли кирпич; известь поставляли крестьяне села Колычева, стоявшего на реке Пахре; камень, бут и сваи тащили из Ермолина, Лопатина и Мячкова. Через овраги и ручьи тянули дороги, возводили мосты. Их, а так же палаты и кельи, как впрочем и «всякое каменное дело» с бригадой каменщиков и плотников строил в 1665—1666 годах Иван Кузьмин Кузнечик, знаменитый «каменных дел подмастерье», стрелец полка Артамона Матвеева.

Государь сам следил за устроением новой обители. К лету 1667 года начались работы по внутреннему благоустройству палат. Деньги на строительство и содержание пустыни, на церковную утварь и облачения священно-служителей жалуются из «комнатных Государевых денег». В дар церкви Алексей Михайлович приносит икону святой великомученицы Екатерины, украшенную драгоценной ризою, прославившуюся как чудотворная.