В городе сохранилось много замечательных памятников и уникальных культурологических объектов. Уцелела часть белокаменных стен кремля XVI в., часть стен разобрали в 1934 г. и использовали этот материал для строительства Московского метрополитена. На территории кремля сохранились Троицкий собор (XVIII в.), Сретенская церковь (XVIII в.), Ильинская церковь «на торгу» (XVIII в.), церковь Николы Белого (XIX в.). Среди главных достопримечательностей города Владычный монастырь XIV в. с храмом XVI в., Высоцкий монастырь XIV в. и Распятский монастырь (в нем сохранились постройки XVIII в.). С археологической точки зрения интересно городище X в. В Серпухове работает краеведческий музей с картинной галереей.
Владычный Введенский монастырь, основанный в 1360 г. митрополитом Московским Алексием (Бяконт Елевферий Федорович, 1293–1378 гг., митрополит с 1357 г., канонизирован), до 1806 г. был мужским, потом стал женским. По церковным источникам, история возникновения монастыря такова. Митрополит Алексий молился, как обычно, перед иконой Пресвятой Богородицы. И вдруг он услышал голос самой Богородицы: «Алексие! Ты должен построить монастырь во имя мое, а вместе и себе в память». Митрополит спросил, где же следует строить монастырь. Пресвятая Богородица ответила: «В пределах града Серпухова: там возлюбила я место во спасение многим душам человеческим». (Не случайно город Серпухов стоит на Оке, именуемой «поясом Богородицы». – В. Г.) Митрополит Алексий заложенному им монастырю дал имя Владычицы, а не свое. Монастырь закрыли в 1919 г., в его зданиях разместились военные, в помещениях закрытого монастыря разместили Школу красных летчиков, потом среднее военное летное училище. В 1995 г. Владычный Введенский женский монастырь возродился. История, жизнь, развитие Владычного Введенского монастыря связаны с несколькими русскими святыми: митрополиты Московские Алексий (уникальная личность Древней Руси, Бяконт Е.Ф.) и Филарет (Дроздов В.М.), Варлаам Серпуховской (умер в 1377 г.), блаженная старица Ефросиния (Евдокия Вяземская, умерла в 1855 г.), монахиня Рахиль (Короткова М.М., 1833–1928 гг.). В монастыре пребывают многие православные святыни: чудотворный список с чудотворной иконы Божией Матери «Неупиваемая чаша», чтимая икона «Введение Богородицы во храм», чтимая икона мученика Иоанна Воина, чтимый список с иконы святителя Николая Чудотворца, почитаемая чудотворной икона благоверного царевича Димитрия, мироточивая икона Божией Матери «Всецарица» и еще 8 мироточивых икон, мироточивый Крест-Голгофы и др. Ансамбль монастыря является ценным архитектурно-художественным памятником.
Высоцкий Богородский мужской монастырь был основан в 1374 г. по благословению Сергия Радонежского серпуховским князем Владимиром Андреевичем Храбрым (1353–1410) – героем Куликовской битвы, другом и сподвижником великого князя Московского Дмитрия Ивановича. По его просьбе пришел на серпуховскую землю и выбрал место для монастыря сам Сергий Радонежский. В 1381 г. серпуховской князь построил в монастыре в память о Куликовской победе каменный собор и трапезную. Первым игуменом монастыря был любимый ученик Сергия Радонежского Афанасий. В 1387 г. он вместе с митрополитом Московским Киприаном поехал в Константинополь и прислал оттуда около 1390 г. в монастырь 7 замечательных икон (которые ныне хранятся в Третьяковской галерее под именем «Высоцкий чин»). Считают, что под их впечатлением великий русский иконописец Андрей Рублев написал Звенигородский чин.
Монастырь всегда верно служил Отечеству, причем не только как мощный религиозный центр. Это была крепость на южном рубеже государства, сложное сооружение, подземные ходы от которого вели к Серпуховскому кремлю и Владычному монастырю. В 1571 г., во время набега Девлет-Гирея, монастырь сгорел, в Смутное время в XVII в. он страдал от поляков и разбойничьих шаек. Обитель неоднократно получала льготные грамоты, богатые вклады и дары бояр, воевод, государей. В 1556, 1570 и 1574 гг. в монастыре останавливались цари Иван Грозный и Борис Годунов. В 1647–1653 гг. построили крепостные стены монастыря. В XVII в. монастырю покровительствовали родственники царицы Натальи Кирилловны Нарышкиной (матери царя Петра I), прежде всего ее брат Лев Кириллович, а также многие другие богатые и влиятельные люди государства.