После закрытия монастыря в 1919 году, национализации его имущества, ценностей, земель и изгнания монахов, 25 мая комиссия советских властей вскрыла мощи святителя Арсения. Последнее упоминание о них содержится в акте за 1930 год (НА ТГОМ. Ф. Р-1. Оп. 1. № 196. Л. 3). Их современное местонахождение неизвестно.
До начала Великой Отечественной войны на территории монастыря располагались авиамастерские, а в соборе был устроен магазин. Постройки обители сильно пострадали во время боев при наступлении немецких войск на Калинин (ныне Тверь). В 1946 году собор, старая колокольня и корпуса были сняты с государственной охраны и постепенно разобраны. По свидетельствам очевидцев, собор был взорван около 1955 года.
В послевоенное время на территории монастыря был организован склад горюче-смазочных материалов войсковой части 53956.
В 2013 году по благословению митрополита Виктора (Олейника) игумену Борису (Тулупову) было поручено собрать документы для передачи руин монастыря Церкви. В том же году было образовано подворье Николо-Малицкого монастыря.
В 2017 году проведены археологические раскопки Успенского собора обители и совершён чин его закладки. В 2019 году митрополит Савва (Михеев) учредил религиозную организацию «Архиерейское подворье храма Успения Божией Матери бывшего Успенского Желтикова монастыря», поручив иеромонаху Агапиту (Евдокимову) настоятельские заботы по реставрации и восстановлению монастырских зданий, налаживанию монастырской жизни согласно уставу и распорядку святой обители.
11 октября 2020 года митрополит Амвросий (Ермаков) совершил чин закладки деревянного храма в честь преподобных Антония и Феодосия Печерских и всех Печерских святых. Храм был построен за 333 дня, полностью оборудован необходимой церковной утварью и освящён в 2021 году.
В 2022 году принято решение о строительстве игуменского дома. Проведены раскопки надвратной Алексеевской церкви, царских чертогов и полной ограды монастыря с башнями. Разработан проект для их восстановления. В сохранившейся части братского корпуса ведутся реставрационные работы: залиты бетонные межэтажные перекрытия, установлены окна, производится полная замена стропильной системы и металлической кровли, осуществляется газификация здания. На территории монастыря возведена мраморная часовня-ротонда в честь Черниговской иконы Божией Матери.