Монастырь находится в паре километрах от Щёлковского шоссе на границе Щёлковского и Ногинского районов.
В 1606 году на месте будущей Николо-Берлюковской пустыни поселился иеромонах Варлаам, пришедший сюда из разорённого поляками в период Смуты, соседнего Стромынского Успенского монастыря.
Название будущей пустыни — Берлюковская — народное предание связывает с именем разбойника Берлюка (это прозвище переводится как «волк», «зверь» или «человек с суровым характером»). На месте будущего монастыря в это время находилось кладбище.
Согласно преданию, из Успенского Предтеченского монастыря к Варлааму пришли две старицы — игумения Евдокия и казначея Иулиания; они принесли с собой древнюю икону Николая Чудотворца, которую Варлаам поставил в специально срубленной деревянной часовне Николая Чудотворца. Через некоторое время, их стараниями и благодаря помощи окрестных жителей на месте этой часовни был воздвигнут каменный храм во имя Святителя Николая Чудотворца.
В начале 1701 года храм стал подворьем московского Чудова монастыря. Сразу после этого сюда прибыли несколько человек братии во главе с настоятелем Пахомием. В том же году на пожертвования московского купца Викулы Мартынова выстроен новый каменный храм во имя Николая Чудотворца.
В 1719 году церковь святителя Николая Чудотворца становится главным храмом новой обители — Николо-Берлюковской пустыни, которая спустя некоторое время была изъята из ведения Чудова монастыря и приписана к Стромынскому Успенскому монастырю. Первым настоятелем пустыни назначен иеромонах Диодор.
Самое примечательное здание монастыря - колокольня. По высоте она занимает 9-е место в России. Высота 90,34 м.
Первоначальная колокольня находилась с западной стороны Троицкой соборной церкви и была деревянная, крытая тесом, на двух столбах с деревянным крыльцом: «Надо входом в церковь Троицы построена в два этажа колокольня с порядочным и довольно согласным звоном, из коих большой слишком в 301 пуд, второй во 102, а третий в 53 пуда, литые в 1783 году, сверх того еще пять колоколов меньших». Звонница была выстроена в 1764 году.
В 1827-м году была выстроена новая каменная колокольня на прежнем месте. Прошло еще почти 25 лет и уже при другом настоятеле в 1851 году — возведена каменная двухъярусная, не очень высокая, крытая железом, для большого праздничного колокола, весом 1005 пудов.
В 1895-м московский купец Фёдор Никитич Самойлов пожертвовал на строительство новой колокольни 30000 рублей.
Колокольня была построена в ограде пустыни на северо-восток от соборного храма Христа Спасителя и в плане представляет собой правильный крест. Стиль колокольни русский, с оригинальными фронтонами, арками и кокошниками, на выступающих сторонах каждого яруса.
Монастырь был упразднён 29 июня 1920 года. Большинство строений были переданы дому инвалидов; братии некоторое время принадлежали лишь Всехсвятский храм с кельями.
Храм Христа Спасителя был превращён в приходской.
В феврале 1921 года запрещены крестные ходы с чудотворной иконой «Лобзание Иисуса Христа Иудой».
5 апреля 1922 года в пустыни началось изъятие ценностей; были украдены все серебряные оклады, серебряные напрестольные кресты, оклады богослужебных книг.
В 1923 году пустынь возглавил её последний настоятель — игумен Ксенофон.
2 февраля 1930 года в стенах монастыря состоялась последняя Божественная литургия.
В 1930-х годах в келейных корпусах размещался дом инвалидов войны и труда, затем — санаторий для туберкулёзных больных, с 1941 года — госпиталь на 100 мест, с 1945 года — дом инвалидов, с 1961 года — больница № 12, с 1972 года — Московская городская больница № 16 для больных туберкулёзом и психическими заболеваниями.
Казанская церковь и монастырское кладбище были полностью уничтожены.
В 1991 г. режиссёр Карен Шахназаров снимал на территории лечебницы фильм «Цареубийца» с Олегом Янковским и Арменом Джигарханяном.
В мае 1994 года во время бури с монастырской колокольни ветром сорвало старинный надглавный крест.
Осенью 1992 года при монастырском храме Христа Спасителя была зарегистрирована община.
В 2002 году указом митрополита Крутицкого и Коломенского Ювеналия её настоятелем был назначен иеромонах Евмений (Лагутин).
19 декабря 2004 года в подклети храма Христа Спасителя была отслужена первая Божественная литургия.
Силами общины велись реставрационные работы на территории обители. Зимой 2006 года на заседании Священного синода приход храма Христа Спасителя официально преобразован в мужской Николо-Берлюковский монастырь.
Некрополь Николо-Берлюковского монастыря был полностью уничтожен в советское время. Из надгробий мостили площади, улицы, делали бордюрные камни, использовали как фундамент. Места захоронений также утрачены. На сегодняшний день обнаружено всего пять надгробных памятников монастырского некрополя
В восточной части монастыря устроена Романовская аллея славы.
Стоят бюсты Императоров и некоторых Великих князей.