Тачно време и околности настанка манастира Војловице нису нам познати. Најстарији сачувани писани траг потиче из 1542. године. Проналази се у једној књизи, штампаној четири године раније у чувеној штампарији Божидара Вуковића у Венецији. Наиме, у Вуковићевом ,,Зборнику“ тадашњи војловички игуман Партеније својеручно је забележио: ,,Ја, грешни јеромонах Партеније, игуман манастира Војловице, купио сам ову књигу за двадесет гроша од јеромонаха Илариона из манастира Дечана, 7050. године од стварања света, а 1542. године од рођења Христовог. У то време било је тридесет и шест јеромонаха, ђакона и монаха са мном у животу“. На то да је војловички манастир морао бити основан доста пре 1542. године, осим немалог броја монаха који је у њему живео, показали су резултати архитектонских и археолошких истраживања. На то упућују и разна предања, од којих нека заслужују више пажње. Како је у 18. веку записано, манастир Светих архангела у Војловици задужбина је српског деспота Стефана Лазаревића и потиче из 1405. године. Потврду за ово предање немамо, али ако знамо да је те године деспот Стефан издао бројне ктиторске повеље, можемо претпоставити да је једна била намењена и манастиру у Банату, али она данас није сачувана. У прилог томе да је наш манастир основан почетком 15. века стоји чињеница да се у Војловици већ вековима негује поштовање преподобног Григорија, локалног подвижника чије се мошти и данас чувају у манастирској цркви. Он је, сагласно предању, био Синаит, припадник монашког покрета који је настао половином 14. века у Византији и врло брзо, у време кнеза Лазара и деспота Стефана, преплавио и српску земљу. У сваком случају, манастир Војловица је један од најстаријих споменика српске културе северно од Саве и Дунава.
Током 16. века манастир Војловица је поменут још неколико пута, да бисмо од 18. века имали више података о страдалној и славној историји ове светиње. Тада је, приликом аустријско-турских ратова, манастир Војловица три пута био тешко разорен и сваки пут посвећено обновљен. Турци су најпре у време игумана Виктора 1716. године спалили цркву и у њој тројицу монаха. Друге монахе су посекли, а неке повели у ропство. Пошто се један од тих монаха, Мина, вратио из ропства, 1730. године обновио је ово свето место и његово братство. Већ након осам година манастир је поново пострадао и поново био обновљен. Том приликом, 1752. године игуман Пајсије Милутиновић саградио је нову припрату. Последње разарање манастир је претрпео 1788. године и за три године, у време игумана Никанора Стојановића, обновљен је. На прелазу у 19. век војловички игуман је био знаменити Јоаникије Милковић (1796–1822), сликар и писац ,,Повести општежитељнога манастира Војловице“, коју је издао у Будиму 1801. године. Књига о Војловици је једна од првих монографија српских манастира (у приближно време монографије су добили манастири Месић и Златица). У овој књиги игуман Јоаникије је укратко приказао историју свог манастира настојећи да сачува манастир од ненаклоњене политике Бечког двора. Једновремено, игуман се трудио да цркву украси новим иконостасом и зидним сликарством. Крупне градитељске подухвате остварио је игуман Теодосије Црњански који је 1836. године подигао нову припрату са звоником а ускоро и нову зграду конака. Услед Револуција 1848–1849. године манастир је накратко опустео. Крајем 19. века дошло је до промена у архитектури цркве. Том приликом уклоњена је и купола. На прелазу у 20. век краће време је војловички настојатељ био учени Емилијан Радић, а потом игуман Гаврило Ананијев (1901–1921) који је 1911. године порушио раније изграђену зграду и подигао нову, која и данас постоји. У време Првог светског рата (1914–1918) манастир је накратко опустео. Током Другог светског рата (1941–1945) у Војловици су били затворени црквени великодостојници и угледни духовници који су представљали отпор нацистичкој Немачко: патријарх Гаврило Дожић, епископ Николај Велимировић, епископ Владимир Рајић, будући епископ Василије Костић (који је о свом војловичком сужањству водио дневник), будући епископ Јован Велимировић, старац Тадеј Витовнички и други. На територији манастира је шездесетих година прошлог века изграђено постројење Рафинерије нафте, што је створило неизвесност у погледу опстанка монашког живота и саме средњовековне цркве. Манастир је затворен. Од 1981. до 1988. године спроведени су систематски архитектонски и рестаураторско-конзерваторски радови на цркви Светих архангела, пропраћени археолошким истраживањима, који представљају последњу велику обнову ове светиње.
Данашњи изглед цркве манастира Војловице представља резултат више фаза градње које су добро уочљиве на самој грађевини. Првобитна црква је била скромних димензија (са спољне стране 8, 80м х 27, 50м), изграђена од камена и опеке. У њеној основи био је уписан крст, сачињен од изузетно издуженог олтарског простора и дубоких правоугаоних певничких простора. У центру грађевине постављена је осмострана купола. На западној страни продужавала се невелика припрата над којом се издизала слепа купола. Због ових елемената, војловичка црква припада групи споменика рашке архитектонске школе. Први њени представници су Студеница, Жича и други, а током 15. и 16. века у том духу су изграђени и други споменици. Другој фази градње припада Пајсијева припрата из 18. века. Ради потпоре, црква је уз певничке просторе добила два угаона стубића и две полукружне аркаде. Трећу фазу представља барокни звоник који због своје пространости личи на припрату. Призиђивањем овог звоника, западни зид Пајсијеве припрате изгубио је своју функцију, па је у међувремену и уклоњен. Као резулатат каснијих доградњи, изглед звоника и новог дела цркве потпуно одудара од најстарије цркве из средњег века. Ипак, Војловица је од несумњивог значаја за историју српске архитектуре, с обзиром на место и историјске прилике у којима се одржала до данас.
У цркви манастира Војловице данас су видљиви само делови некадашњег зидног сликарства. Оно је у знатној мери оштећено приликом вишеструких паљења и разарања цркве од стране Турака. Сачувани делови живописа откривени су осамдесетих година прошлог века. Утврђено је да је црква била осликана три пута. Први пут осликана је крајем 15. или почетком 16. века. Од тог сликарства у олтару, у ниши проскомидије, сачувана је представа као и Гостољубље Авраамово и мањи фрагменти у северној конхи. Црква је била пресликана током 18. века и од тог живописа сачуване су фигуре у олтару – Служба архијереја и поједини ђакони и апостоли, као и представа Ваведења Пресвете Богородице. Сматра се да је уметник који је осликавао војловичку цркву, осликао и припрату Манастира Манасије и цркву манастира Драче. Он је свакако био надарен и вешт сликар који је неговао византијску уметност. Последни пут, пошто је претрпела страдање, војловичка црква је осликана почетком 19. века, али су остаци тог сликарства уклоњени да би се дошло до старијих слојева визатијског живописа. Војловички иконостас потиче из 1798. године. Захваљујући изузетном поштовању према Пресветој Богородици и преподобном Григорију, уз иконостас су са северне и јужне стране придодати раскошни тронови са иконама Богомајке и преподобног. Такво решење је јединствено и непоновљено у српској барокној пракси. Иконостас је изведен у духу барока и на њему су иконе Христа, Богородице, апостола, библијских прича итд.
Манастир Војловица већ вековима има своје светиње због којих у њега долазе верници ради поклоњења и молитви. Реч је о моштима преподобног Григорија Синаита, светог о коме се врло мало зна. Он је свакако био локални монах и подвижник који је, попут других Синаита, практиковао молитвено тиховање. У српску земљу дошао је са грчких простора. Његов спомен је касније итекако био поштован у манастиру. Мошти преподобног Григорија Војловичког чувају се у кивоту у манастирској цркви. Друга велика светиња манастира Војловице јесте чудотворна икона Пресвете Богородице. Данашња икона насликана је 1798. године, када и иконостас. Војловица је и пре ове иконе имала своје чудотворице, али о њиховој даљој судбини не зна се довољно. Из сачуваних извора зна се да је данашња икона Пресвете Богородице била богато украшена тканинама и даровима. Свети Николај Жички је у време свог заточеништва у Војловици написао молебни канон у част ове чудотворне иконе Пресвете Богородице, назвавши је Словесница.
Ризница манастира Војловице данас не постоји у виду уређеног музејског простора у ком би прописно били изложени сви драгоцени уметнички, богослужбени и археолошки предмети, али је заметак ризнице начињен у виду сталне поставке појединих експоната у холу манастирске зграде – првобитно приказаних на изложби ,,Манастир Војловица – обнова и заштита, конзерваторско-рестаураторски радови“, одржаној у Народном музеју у Панчеву 1988. године. Поред предмета изложених овде, посебну пажњу завређују портрети војловичких и других игумана, карловачких митрополита те вршачких и темишварских епископа, које су насликали најпознатији уметници друге половине 18. и 19. века. Један њихов број се данас чува у манастиру Војловици, а један у Народном музеју у Панчеву. Такође, вредне су спомена и бројне реплике Бездинске чудотворне иконе Пресвете Богородице. Манастиру Војловици припада и један панагијар. У манастиру се такође чувају и поједини лични предмети епископа Николаја Велимировића – светог Николаја Жичког. Нарочиту драгоценост представља војловичка библиотека, већим делом сачувана све до данас. Од рукописних књига до нас је доспео само Минеј за октобар из порушеног манастира Винче из 16. века. Међу старим штампаним књигама издваја се напред поменути Зборник Божидара Вуковића из 1538. године. Манастирски архив чува документа која потичу од друге половине 18. века до новијег доба и непроцењиве су историјске вредности.
Изградња гигантског комплекса Рафинерије нафте значајно је променила услове живота у манастиру Војловици. Након последње обнове манастира у више наврата је заснивано монашко општежиће, које није одржано на дуго време, тако да је манастир Војловица био претворен у парохијску цркву. Доласком игумана Димитрија 2007. године у манастиру поново живи монаштво и ова светиња поново постаје важан духовни центар
Панчева као и целог Баната. После његовог упокојења 2019. године, за настојатеља манастира Војловице постављен је јеромонах Теодор.