Construită la trecerea dintre secolele al XVII-lea şi al XVIII-lea, biserica Mănăstirii Baia de Aramă reflectă trăsăturile stilistice ale perioadei de înflorire cultural-artistică din timpul domniei lui Matei Basarab (1632-1654), înscriindu-se într-un curent artistic în care arhitectura Ţării Româneşti evoluează spre noile direcţii şi viziuni ale epocii brâncoveneşti.
Potrivit tradiţiei locale, vechiul aşezământ monahal (iniţial a fost mănăstire de călugări) datează încă din jurul anilor 1400, din vremea Sfântului Nicodim de la Tismana. Un document din 1672 îl menţionează pe egumenul mănăstirii pe nume Evghenie de la Mănăstirea Hilandar din Muntele Athos.
În locul bisericii de lemn se zideşte însă actuala construcţie abia la sfârşitul secolului al XVII-lea, în timpul egumenului Vasile Arhimandritul de la Hilandar, la îndemnul domnitorului Constantin Brâncoveanu care, între 9 şi 12 iunie 1695, fiind în trecere de la Cerneţi spre Tismana, încuviinţează şi sprijină ridicarea unui locaş de cult (domnitorul dăruieşte 300 de taleri spre folosul zidirii bisericii).
Adevăraţii ctitori pot fi consideraţi Milco Băiaşul, vătaful minerilor din localitate, sârb de origine, care îl rugase pe domnitor să se pună piatra de temelie a noii biserici întru pomenirea fiului său, Milco, precum şi Marele Ban al Craiovei, Cornea Brăiloiu, rudă a lui Constantin Brâncoveanu, care va sprijini lucrarea în numele domnitorului.
Din cauza incursiunilor turceşti, construcţia începe mai târziu, la 22 mai 1699 şi se termină la 7 mai 1703, când are loc sfinţirea bisericii. Zidirea propriu-zisă durează însă numai un an, deoarece zugravul, un anume Ivan, se iscăleşte în exteriorul tencuit la anul 1700. În jurul acestui an are loc şi decorarea picturală a locaşului de cult, de către renumitul pictor Neagoe şi ieromonahul Partenie din Tismana.
Biserica este zidită din cărămidă şi bucăţi de zgură de la topitoriile minelor de aramă. Zidul de împrejmuire datează probabil din aceeaşi vreme cu biserica, fiind original din piatră de munte legată cu mortar de var nestins, amestecat cu pământ.
Mănăstirea şi-a început activitatea încă din anul 1703. Funcţionând ca schit, aşezământul a fost ulterior (înainte de anul 1718) închinat Mănăstirii Hilandar de la Muntele Athos.
Din întregul schit s-au păstrat doar stăreţia, devenită după secularizare casa preotului şi biserica devenită de mir. Chiliile de zid ce ocupau partea dinspre deal a incintei mănăstirii s-au dărâmat cu timpul. La anul 1890 se locuia încă în ele.
În şedinţa Sinodului Mitropolitan a Mitropoliei Olteniei din data de 29 ianuarie 2008 s-a aprobat reînfiinţarea Mănăstirii Sfinţii Voievozi din oraşul Baia de Aramă, ca mănăstire de călugăriţe sub jurisdicţia Episcopiei Severinului şi Strehaiei, şi având ca stareță pe monahia Isidora Rusu, urmând a funcţiona în cadrul Protoieriei Baia de Aramă. Din anul 2011 a fost aleasă ca stareță a mănăstirii monahia Mihaela Păiuş.
