В 1815 г. на средства помещика М. Обидовского для Троицкого храма был сооружён иконостас. В 1813 г. была разобрана старая колокольня, в 1820 г. перестроена и через год освящена деревянная тёплая трапезная церковь во имя Иоанна Златоуста, к которой пристроена колокольня. Храм был расписан К.М. Обидовским, сыном помещика М. Обидовского. Ансамбль Мотронинского Троицкого монастыря дополнили трапезный корпус (1824 г.), просфорная (1826 г.), настоятельский корпус (1830 г.) и братский корпус с каменной оградой (1837 г.). В 1845 г. в Мотронинском Троицком монастыре побывал Тарас Григорьевич Шевченко и оставил в подарок обители её акварельное изображение. 14 февраля 1846 г. Киевская духовная консистория запретила раскапывание старинных валов рядом с монастырём, потребовала засыпать пещеру, в которой раньше был устроен монастырский храм. К середене XIX в. недалеко от входа в Мотронинский Троицкий монастырь находился целебный источник с колодцем и часовней во имя святого Онуфрия. Однако в 1869 г. часовни уже не было, «вне монастыря колодезь пр. Онуфрия, како срубом, так калиткою совершенно запущен, без починки находится». С 1850 г. настоятелем Мотронинского Троицкого монастыря был выпускник Киевской духовной академии архимандрит Александр (Демченко), составивший первое историческое описание монастыря (Центральный государственный исторический архив Киева). В 1859 г. в Мотронинском Троицком монастыре проживали 24 насельника, в том числе пять иеромонахов, три иеродиакона и 16 послушников, в 1882 г. – 17 насельников, в 1907 г. – 31 насельник. Монастырь владел 281 десятиной удобной и 62 десятинами неудобной земли. В 1911 г. Мотронинский Троицкий монастырь был преобразован в женский. Настоятельница игуменья Мелитина (Руденкова) в сентябре 1919 г. из-за постоянных грабежей и нападений вместе со священником покинула обитель по разрешению Киевской духовной консистории. В 1920 г. игуменья Мелитина (Руденкова) вернулась в Мотронинский Троицкий монастырь, но из-за болезни вскоре отказалась от управления обителью. 16 сентября 1922 г. митрополит Киевский и Галицкий Михаил (Ермаков) благословил её принять схиму. В октябре 1922 г. новой настоятельницей Мотронинского Троицкого монастыря была назначена монахиня Евстратия (Кочевая). 19 мая 1924 г. в местечке Смела епископом Черкасским и Чигиринским Филаретом (Линчевским) она была возведена в сан игуменьи. В середине 1920 гг. в регионе активизировалось обновленческое движение. Несмотря на давление обновленцев, насельницы отказались примкнуть к ним. 26 июля 1923 г. в Мотронинском Троицком монастыре состоялся съезд духовенства с участием 16 священников и десятков верных, который направил обращение к временно управлявшему Киевской епархией епископу Уманскому Макарию (Кармазину) с просьбой назначить своего уполномоченного представителя по Черкасскому округу «в целях прекращения обновленческого движения». В качестве кандидата был выдвинут местный благочинный протоиерей Иван Клеопов. Тем не менее, часть клириков признали власть назначенного в 1924 г. обновленческого Черкасского «епископа» Иосифа Яцковского.