Conform pisaniei, în data de 26 mai 1679 au început lucrările de zidire a Mănăstirii Cotroceni, avându-l ctitor pe domnul Șerban Cantacuzino (1678-1688). Lucrările au fost finalizate la 14 august 1682, iar mănăstirea a fost închinată ca metoh (filială sau subordonare administrativă unei mănăstiri sau episcopii) al mănăstirilor de pe muntele Athos.
Mănăstirea Cotroceni a primit la sfințire două hramuri, cel principal fiind Adormirea Maicii Domnului, sărbătorit în data de 15 august, iar cel secundar fiind Sfinții Mucenici Serghie și Vach, sărbătoriți în calendarul ortodox la 7 octombrie, dată care reprezenta și ziua salvării domnitorului de urmăritorii lui Gheorghe Duca (domn al Țării Românești între 1674-1678).

Mănăstirea, datorită frumuseții sale, a atras admirația vizitatorilor, în consemnările acestora regăsindu-se informații despre forma dreptunghiulară a ctitoriei, despre ansamblul de clădiri care înconjoară curtea centrală și biserica din mijlocul său și despre aspectului acesteia, care aducea mai degrabă cu o cetate. De-a lungul timpului, clădirile mănăstirii au servit drept reședință domnească pentru domnitorii Țării Românești.
Ansamblul a trecut și printr-o serie de restaurări, între care le amintim pe cele din anul 1802, realizate în urma distrugerilor cauzate de cutremur și din anul 1852 când au fost aduse modificări spațiilor interioare și a fost instalat un nou mobilier.
Treptat, mănăstirea și-a pierdut din rolul ecleziastic, fiind recunoscută în calitate de reședință domnească, iar biserica a devent capelă a palatului regal în secolul XX.
În anul 1984 mănăstirea Cotroceni a fost demolată, dar coloanele bisericii și frescele au fost salvate și folosite ulterior la reconstrucția ei, începută în anul 2003.
În Biblioteca Digitală a Publicațiilor Culturale pot fi consultate articole cu privire la Mănăstirea Cotroceni, precum și studii referitoare la domnia, ctitoriile și situația economică și demografică a Bucureștiului în vremea lui Șerban Cantacuzino.
În baza de date a bunurilor Culturale Mobile Clasate pot fi regăsite mai multe obiecte de patrimoniu deținute de către Muzeul Național Cotroceni, dar și bunuri donate sau care poartă inițialele domnitorului Șerban Cantacuzino.
Date cu privire la cercetările arheologice de la Palatul Cotroceni pot fi consultate în Repertoriul Arheologic Național.