Первый русский царь из династии Романовых Михаил Федорович очень любил Саввино-Сторожевский монастырь, куда он часто приезжал, жил по несколько дней с сыном Алексеем, который затем стал царем Алексеем Михайловичем. В 1549 г. Савва Сторожевский был канонизирован при царе Алексее Михайловиче, в 1652 г. были обретены его мощи. Саввино-Сторожевский монастырь стал излюбленным местом богомолья и охоты царя Алексея Михайловича.
В середине ХVII в. царь Алексей Михайлович выбрал именно этот монастырь в качестве своей подмосковной резиденции и велел его заново отстроить. При нем монастырь достиг наивысшего процветания, по настоянию царя этому монастырю присвоили статус лавры (лавры – наиболее важные и привилегированные монастыри). Царь подарил монастырю земли, а также рыбные ловли, соляные варницы на Волге и Каме, сделал богатые вклады в монастырь деньгами и ценностями, приписал к нему 19 монастырей с их угодьями и землями в разных концах своего государства. Число монастырских крепостных крестьян в эти годы достигало 17,5 тысяч (это только мужчины).
Царь Алексей Михайлович жил в Саввино-Сторожевском монастыре по несколько недель каждый год. В этом монастыре он любил праздновать с монахами день памяти преподобного Саввы. За две недели до праздника царь отправлял в монастырь сотников для приготовления к торжествам меда, пива, кваса, браги. В день праздника с монастырских стен и башен стреляли из пушек саввинские стрельцы; это был своего рода праздничный салют в честь преподобного Саввы. Ради проведения этого салюта 200 стрельцов по указанию царя поселили около монастыря, так образовалась рядом с ним особая стрелецкая слобода. В 1650–1656 гг. при царе Алексее Михайловиче в этом монастыре был период активного и успешного каменного строительства. Для колокольни монастыря вылили замечательный колокол-великан весом 35 т; звон его был слышен в Москве (колокол погиб после закрытия монастыря в советский период).
Его сын Федор Алексеевич Романов, слабый и больной, при этом чрезвычайно богомольный человек, любил и очень часто посещал Саввино-Сторожевский монастырь. Он хорошо помнил, что с середины ХV в. страждущие богомольцы получали исцеления по молитвам к преподобному Савве в устроенном им монастыре. В 1682 г. по указанию царя Федора Алексеевича возвели серебряную позолоченную раку над мощами первого игумена монастыря Саввы. Сестра царя, а затем регентша при малолетних царях Иване и Петре Романовых – Софья Алексеевна – также покровительствовала Саввино-Сторожевскому монастырю, способствовала в нем строительству и благоустройству. На вклад царевны Софьи в 1693 г. построили Преображенскую церковь. Царевна Софья и ее младшие братья – цари всегда помнили о верности этого монастыря дому Романовых. В дни стрелецкого бунта в Москве в 1682 г. именно в Саввино-Сторожевском монастыре нашли убежище малолетние государи Иван и Петр Алексеевичи и царевна Софья, а также вдовствующая императрица и мать Петра – Наталья Кирилловна Нарышкина, вторая жена царя Алексея Михайловича.
В великокняжеский и царский период Саввино-Сторожевский монастырь стабильно развивался, вел строительные и благоустроительные работы. Но были у него свои внутренние проблемы. Например, в 1760–1761 гг. из-за тяжелых условий жизни и труда монастырские крепостные крестьяне подняли восстание. Монастырь подвергся вооруженной осаде. Вызванные из Москвы царские войска жестоко подавили восстание монастырских крестьян.
В 1800 г. открыли в Саввино-Сторожевском монастыре Звенигородское духовное училище (для него перестроили царский дворец). При монастыре имелись странноприимный дом (для престарелых и больных светских людей), братская богадельня, две гостиницы, книжная лавка, иконописная и картинная мастерские.
В 1812 г. монастырь снова пережил тяжелые времена. И монастырь, и весь Звенигород заняли французы – французский корпус принца Евгения Богарне. Саввино-Сторожевский монастырь пострадал, но не был полностью разграблен. По преданию, святой Савва явился во сне Евгению Богарне в первую ночь его пребывания в этом монастыре и запретил ему разорять обитель. Преподобный Савва обещал сохранить жизнь Евгению Богарне, если он оградит монастырь от грабежа. Евгений Богарне выполнил требования старца и стал единственным из наполеоновских генералов, который в России ни разу не был ранен и прожил долгую жизнь. Вскоре французов выгнали из Звенигорода и монастыря в основном благодаря партизанам майора В.М. Фиглева.