В 1834 г. при перестройке двухэтажного Богородице-Рождественского собора были найдены справа от главного престола остатки древней пещерной церкви, на месте которой впоследствии была устроена соборная ризница. В 1844 г., при архимандрите Макарии (Иващенко), вместо ветхого больничного корпуса было построено двухэтажное здание монастырской лечебницы для монахов и мирян. Под редакцией архимандрита в 1845 г. было издано первое историческое описание обители. В ноябре 1891 г. в полутора верстах от Молченской Софрониевой пустыни, в урочище Городище, по инициативе игумена Палладия (Батенина) был заложен (в память о спасении в Японии цесаревича Николая Александровича (будущий император Николай II) 29 апреля 1891 г.), а 25 октября 1892 г. освящён Иоанно-Предтеченский скит. 29 апреля ежегодно совершался крестный ход из Молченской Софрониевой пустыни в скит. В 1898 г. на средства обители рядом с подворьем в Путивле на центральной площади была построена Александро-Невская часовня, которую освятил настоятель архимандрит Маврикий. Праведный Иоанн Кронштадтский в 1899 г. дал благословение и предоставил пожертвование на приобретение 1000-пудового колокола для обители. Колокол, отлитый в Москве на заводе братьев Самгиных, 3 марта 1899 г. Иоанн Кронштадтский освятил в Кронштадте. 21–22 августа 1903 г. он гостил в пустыни. К 1908 г. в Молченской Софрониевой пустыни проживали 108 монахов и 145 послушников. В обители работала иконописная мастерская, с 1911 г. находился больничный корпус с домовым храмом во имя пророка Илии. В годы Первой мировой войны в Молченской Софрониевой пустыни оказывали помощь раненым бойцам, при обители существовал приют для детей-сирот; в 1915 г. была открыта бесплатная столовая. В декабре 1917 г. на Молченскую Софрониеву пустынь совершили нападение вооружённые солдаты. 15 февраля 1919 г. в Молченскую Софрониеву пустынь прибыла комиссия Путивльского ревкома с отрядом красноармейцев, задачей которых было изъять монастырские ценности. Но удалось вывезти лишь некоторые ценности, большинство святынь и предметов утвари монахи спрятали. В феврале 1920 г. в Путивльском, в Рыльском и во Льговском уездах Курской губернии крестьяне, возмущённые политикой продразвёрстки, подняли восстание, которое было жестоко подавлено. Настоятеля и братию Молченской Софрониевой пустыни обвинили в том, что они якобы укрывали его участников в монастыре. Последовали выводы о «неблагонадёжности и враждебном отношении к советской власти» братии и игумена, на основании чего пустынь была упразднена. Часть братии перешла в Большой Молченский монастырь (закрыт в 1929 г.), другие насельники стали жить в окрестных селениях. Исследователям известно, что иеромонах Амфилохий (Вислобоков) проживал в селе Берюх (ныне Руднево), иеромонах Даниил (Титаренко) – в Новой Слободе. После изгнания насельников в зданиях на территории Молченской Софрониевой пустыни разместили детей, вывезенных в голодный 1921 г. из Поволжья, через год детдом реорганизовали в детскую трудовую колонию.