Если верить церковным преданиям, первые монахи поселились в XIV или XV веках. Первое письменное упоминание о местности «Святые горы» относится к 1526 году. Встречается оно в записках имперского посла Сигизмунда Герберштейна.
Первое достоверное упоминание о монастыре относится к 1624 году, когда духовенству была пожалована царская грамота на право владения этой землёй. В 1679 году монастырь захвачен и разграблен крымскими татарами. Впоследствии восстановлен и во второй половине XVIII века утратил оборонное значение, став крупным землевладельцем.
В 1787 году по указу императрицы Екатерины II Святогорский монастырь был упразднён, а принадлежавшие ему деревни, земли и угодья отобраны в казну. В 1790 году новым владельцем Святогорья стал князь Потемкин-Таврический. По указу Святейшего Синода монастырские храмы Успения Божией Матери и святителя Николая на скале обращены в приходские, а прочие разобраны и увезены. В упразднённом состоянии обитель находилась почти 57 лет. Земли оставались в роду Потёмкиных.
В 1844 году по ходатайству землевладелицы Татьяны Потёмкиной указом императора Николая I Святогорский монастырь был восстановлен по чину и уставу Глинской пустыни Курской епархии. За следующие 70 лет он достиг небывалого расцвета, став одним из крупнейших в Российской империи. В этот период не раз поднимался вопрос о присвоении Святогорской обители статуса лавры. Монастырь имел кирпичные мастерские, мельницы, разные мастерские, торговые лавки, был известен замечательными видами и притягивал много богомольцев. Перед первой мировой войной в монастыре находилось около 600 монахов.
События 1917 года и приход новой Советской власти трагично отозвались на дальнейшей судьбе Святогорского монастыря, разграбление которого началось с января 1918 года. В 1922 году монастырь был ликвидирован, а на его месте образован Дом отдыха для трудящихся Донбасса. Наступило время окончательного разорения монастыря.
Святогорская обитель была вновь открыта в 1992 году. Первыми насельниками были монах, священник (сейчас архимандрит Серафим) и четверо молодых парней «трудников» из Донецка. В этом году монастырю отдали разграбленный и осквернённый, превращённый в кинотеатр Свято-Успенский собор, в боковых приделах были устроены общественные туалеты, сам собор был перекрыт железобетонным перекрытием на два этажа.
В 1995 году, когда увеличилось количество братии, начали реставрацию и восстановление храмов и корпусов обители.
28 ноября 2003 года Святогорскому монастырю были окончательно переданы находившиеся в ведении Славяногорского историко-архитектурного заповедника и санатория «Святые Горы» жилые и хозяйственные строения.
Учитывая древность обители, её историческую роль, многочисленные обращения православных верующих, а также активное возрождение монастыря и его благодатное влияние на духовную жизнь региона и Украины, 9 марта 2004 года Священный Синод Украинской Православной Церкви с благословения Патриарха Алексия Второго принял решение о присвоении монастырю статуса лавры. Таким образом, Святогорский монастырь стал третьей на Украине православной (после Киево-Печерской, и Почаевской) лаврой.
12 июля 2008 года состоялось прославление Собора святых отцов, во Святых Горах на Донце просиявших. В Собор святогорских отцов вошли 17 святых: один святитель, 11 преподобных, 4преподобноисповедника и один Христа ради юродивый. Решение о канонизации 16 из них было принято на заседании Священного Синода Украинской Православной Церкви 8 мая 2008 года (журнал № 38). Преподобный Иоанн, затворник Святогорский, был прославлен 24 августа 1995 года.
7 июля 2009 года братией монастыря были обретены мощи первого настоятеля Святогорской пустыни по её возобновлении в 1844 году архимандрита Арсения (Митрофанова) и мощи подвижника и прозорливца преподобного Исаакия (Головина).