Schon vor 1249 sollen Schwestern bei Tänikon gelebt haben. Donationen von Eberhard II. und Eberhard III. von Bichelsee ermöglichten die Aufnahme in den Zisterzienserorden. Noch 1263 bat Papst Urban IV. den Abt von Kappel, die Aufnahme von Tänikon auch zu vollziehen. 1415 stifteten die von Hohenlandenberg und von Gachnang für die Kapelle eine Pfarrpfründe, deren Kollatur das Kloster im 16. Jahrhundert erwarb. Um 1520 besass es Grundbesitz und Rechte in zahlreichen umliegenden Ortschaften. Das dem Kloster angehörende Gericht Tänikon, das bis 1798 bestand, umfasste Aadorf, Ettenhausen und Guntershausen (Offnungen 1469, 1482 und 1512). 1508 liess Äbtissin Anna Welter von Blidegg ein neues Refektorium errichten. Während der Reformation verliessen schon 1523 mehrere Nonnen das Kloster. Als der Rat von Zürich 1525 die Visitation übernahm, bestand der Konvent noch aus 13 Nonnen. 1532 ging die Äbtissin in Pension, einzelne Frauen blieben. 1548 wurde Sophia vom Grüth als Schaffnerin, 1550 als Äbtissin eingesetzt. Visitator war der Abt von Wettingen. Mit Beistand der katholischen Orte wurde Tänikon ein Zentrum der Rekatholisierung und 1606 wurde die strenge Klausur eingeführt. Im 17. Jahrhundert errichtete der Konvent neue Bauten, so 1616 das Prälaten- und 1678 das Äbtissinnenhaus.

Der 1508 errichtete Kreuzgang des Zisterzienserinnenklosters von Tänikon mit seinen 22 Rundbogenfenster wurde in mehreren Etappen mit zahlreichen Glasgemälden ausgestattet. Eine erste Serie datiert in die Jahre 1558/1559. Die meisten dieser rund 20 Scheiben sind vom Zürcher Glasmaler Niklaus Bluntschli signiert. Eine einzelne Scheibe trägt das Monogramm Jos Murers.
Die zweite Serie stammt aus den Jahren 1563–1565 und umfasst mindestens 5 Scheiben. Eine davon trägt das Monogramm des Glasmalers Hans Füchslin. In den Jahren von 1585–1610 wurden weitere 11 Scheiben gestiftet. Nach 1610 gelangten weitere Glasgemälde nach Tänikon, die dort allerdings nicht mehr im Kreuzgang, sondern andernorts zur Aufstellung kamen (u.a. im 1626 umgebauten Refektorium) (Rahn/Nater 1906, S. 17f., 426–439; Boesch, 1943).
Insgesamt 43 Scheiben aus dem Kloster von Tänikon kaufte 1832 Johann Nikolaus Vincent aus Konstanz, in dessen Sammlung sie bis 1891 verblieben. In diesem Jahr verkauften Vincents Erben die Sammlung und heute sind die noch auffindbaren Tänikoner Scheiben auf mehrere Institutionen verteilt (Schweizerisches Nationalmuseum, Historisches Museum Thurgau, Badisches Landesmuseum Karlsruhe, Musée Ariana Genf, Germanisches Nationalmuseum Nürnberg, Museum Heylshof Worms, Historisches Museum Luzern).

1848 wurde das Kloster aufgelöst. 1853 wurde das vorwiegend dem 15. und 16. Jahrhundert angehörige Gebäudekonglomerat durch eine mitten durch den Kreuzgang führende Strasse gesprengt und der noch verbliebene Südflügel in den 1960er Jahren zerstört. Wesentliche Teile der Klosterausstattung gelangten ins Historische Museum nach Frauenfeld (darunter auch Glasgemälde). Seit 2014 ist das Kloster Sitz der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon (ART).