Век XVII стал временем расцвета Богоявленского монастыря, занявшего среднее положение в списке московских и российских степенных монастырей, а с 1653 года управлявшегося архимандритами. В этот период Богоявленский монастырь превратился в центр учености, образования и типографского дела. В нем жили учителя, типографские справщики, останавливались ученые греки. С 1621 по 1631 год здесь настоятельствовал типографский справщик игумен Илия. По благословению патриарха Филарета он перевел «Катехизис» Лаврентия Зизания и выступил главным обличителем богословских взглядов автора, а затем участвовал в разборе «Учительного Евангелия» Кирилла Транквиллиона. Патриарх Филарет, особо покровительствовавший игумену Илии, в те годы многократно посещал Богоявленский монастырь.
Не только игумен Илия, но и другие настоятели Богоявленского монастыря в XVII веке выполняли ответственные поручения. Так, например, в 1645 году по указу царя Алексея Михайловича игумен Пафнутий перенес из Хлынова в Москву чудотворный образ Спаса Нерукотворного, где от него совершались многие чудотворения.
Весной 1685 года в Богоявленском монастыре поселились греки братья Лихуды — иеромонахи Иоанникий и Софроний, прибывшие в Москву по рекомендации Иерусалимского Патриарха Досифея, заинтересованного в греческой направленности высшего образования в России. Созданная ими Богоявленская школа начала свою работу в июле 1685 года. Она явилась первым высшим учебным заведением в России. Ее система обучения строилась на традициях преподавания в Падуанском университете, который закончили братья Лихуды, с учетом переработки западной схоластической традиции на Православном Востоке — в училищах Кефалонии, Македонии и Фессалии, а также в Острожской и Киево-Могилянской академиях. В Богоявленской школе первоначально обучалось 7 человек, уже окончивших Типографскую школу иеромонаха Тимофея, где они выучили греческий язык (братья Лихуды в то время еще не знали русского языка). Двое из них — Федор Поликарпов, возглавивший Московский Печатный двор и Синодальную типографию, и монах Иов из Чудова монастыря — стали известными писателями рубежа XVII—XVIII веков. Богоявленская школа просуществовала до осени 1687 года, после чего была переведена в Заиконоспасский монастырь, в новые каменные корпуса, выстроенные настоятелем Богоявленского монастыря архимандритом Никифором. На новом месте школа получила название «Славяно-греко-латинской академии». Впоследствии она была преобразована в Московскую духовную академию.
Архимандриту Никифору принадлежит также заслуга создания нового ансамбля Богоявленской обители после пожара 1686 года. Основное финансирование строительства осуществляли, вероятно, родственники боярина князя Юрия Алексеевича Долгорукова, «главного воеводы» царя Алексея Михайловича, негласного главы Боярской думы, одного из самых влиятельных людей при царе Федоре Алексеевиче, а также боярина князя Михаила Андреевича Голицына, царского спальника и смоленского воеводы. Оба князя были погребены в Богоявленской обители. В финансировании строительства участвовала и царская семья, прежде всего, царица Наталья Кирилловна. На средства вкладчиков архимандрит Никифор выстроил кельи, а в 1692 году по благословению патриарха Адриана начал возведение нового собора. Нижняя церковь Богоявленского храма, посвященная Казанской иконе Божией Матери, была освящена самим патриархом уже 29 декабря 1693 года. Верхняя церковь была освящена в честь Богоявления Господня патриархом Адрианом 26 января 1696 года. На следующий год был освящен придел в честь святителя Алексия митрополита Московского.
К концу XVII столетия численность монастырской братии составляла более 30 человек. Среди них было немало выходцев с Украины и греков. В петровское время иностранцы часто останавливались в обители. В 1704 году здесь жил крестник Петра I и прадед Пушкина Абрам Петрович Ганнибал вместе с двумя «арапами». В 1704—1705 годах итальянский или австрийский мастер создал в верхнем Богоявленском храме лепные барельефы «Коронования Богоматери», «Рождества Христова» и «Богоявления Господня».
В последующие годы число монашествующих в Богоявленской обители сократилось в связи с переводом монахов в Санкт-Петербургскую Александро-Невскую Лавру и с введением Петром I и Анной Иоанновной ограничений для монашеского пострига, а в ходе секуляризации 1764 года штат монастыря был определен в 17 человек.
В XVIII веке Богоявленская обитель продолжала оставаться крупным образовательным и культурным центром. Здесь жили некоторые преподаватели Славяно-греко-латинской академии. Связь обители с академией проявилась и в том, что после пожара 1765 года академическая школа временно находилась в Богоявленском монастыре.
Монастырская братия отличалась не только ученостью, но и профессионализмом в церковном пении. Здесь было немало монахов, о которых обычно говорили: «в клиросном послушании всегда потребны». Один из них — архимандрит Герасим Заводовский — относится к выдающимся деятелям церковно-певческой культуры первой половины XVIII века, оставившим богатое певческое наследие, а его авторский роспев вошел даже в печатный придворный Обиход.
Строительные работы в Богоявленской обители на протяжении XVIII века стали возможны благодаря поддержке вкладчиков, прежде всего князей Долгоруковых и Голицыных. Троицкий пожар 1737 года нанес заметный урон монастырю и пощадил только иконы, утварь и ризницу, хранящуюся в соборе. По словам настоятеля монастыря архимандрита Герасима, «погорело все без остатку», а колокольне, находившейся к западу от собора на месте нынешней ризницы, «учинилось великое повреждение». Вкладчики — князья Голицыны, будущий московский губернатор Сергей Алексеевич и Яков Алексеевич — в 1739 году дали средства на ремонт собора и устроение в бывшем здании колокольни придела в честь святых страстотерпцев Бориса и Глеба в память о своем деде князе Борисе Алексеевиче Голицыне, сподвижнике Петра I. Позже придел был обновлен и освящен в честь Спаса Нерукотворного. В нем в летнее время совершались ранние заупокойные обедни.
В середине XVIII века при Богоявленском соборе на средства князей Долгоруковых было устроено два придела: придел в честь великомученика Георгия Победоносца, воздвигнутый в 1747 году на средства княгини Елены Алексеевны Долгорукой в память о своем муже князе Юрии Юрьевиче Долгоруком и своих родственниках, и придел в честь святого апостола Иакова Алфеева, созданный в 1754 году на средства княжны Марии Александровны Долгоруковой для поминовения своего отца, князя Александра Лукича Долгорукова. Последний придел упразднили в начале XIX века для устройства в нем монастырской ризницы, а в начале XX века в нем устроили придел в честь святителя Феодосия Черниговского.
В XVIII веке в нижней церкви Богоявленского собора сложился обширный некрополь, насчитывающий более 150 погребений.
Один из посетителей монастыря сравнил его с Иоасафатовой долиной близ Сионской горы — традиционным местом погребения иудеев. Некрополь Богоявленского монастыря считался одним из самых аристократичных в Москве, сравнимых лишь с кладбищем Донского монастыря. В Казанской церкви были погребены князья Голицыны, Долгоруковы, Репнины, Юсуповы, а также Шереметевы, Салтыковы, Меншиковы, Воронцовы, Вельяминовы, Плещеевы.
Здесь находились захоронения двух знаменитых сподвижников Петра I — князя Григория Дмитриевича Юсупова, участника многих баталий, начиная с Азовских походов и заканчивая Северной войной и Персидской экспедицией, и героя Северной войны генерала-фельдмаршала князя Михаила Михайловича Голицына.
В Богоявленском соборе нашел упокоение и сын опального фаворита Петра I А. Д. Меншикова — Александр Александрович. Некоторые надгробия над могилами Голицыных выполнил выдающийся французский скульптор Жан Антуан Гудон. Эти надгробия в 1930-е годы были перевезены в Музей архитектуры (ныне Государственный музей архитектуры имени А. В. Щусева).