Согласно 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. К монастырю относилась также Гороховатская Богородичная пустынь. Впоследствии восстановлен и во второй половине XVIII века утратил оборонное значение, став крупным землевладельцем.
В 1787 году по указу российской 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 российского 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. В конце XIX века у места крушения поезда с императорской семьей в селе Борки был устроен Спасо-Святогорский скит с храмом Христа Спасителя. Также действовали пещерный Арсеньев скит, Ахтырский скит. Перед Первой мировой войной в монастыре находилось около 600 монахов.
События 1917 года и приход новой Советской власти трагично отразились на дальнейшей судьбе Святогорского монастыря, разграбление которого началось с января 1918 года.
В решении судьбы монастыря принимал непосредственное участие основатель Донецко-Криворожской советской республики «товарищ Артём». Так, по его предложению, с одной стороны, от уничтожения были спасены основные храмы обители, а с другой стороны, в Свято-Успенском соборе устроили кинотеатр, с туалетом на месте одного из алтарей, а в Свято-Покровском — библиотеку.
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 Серафим и четверо молодых послушников из Донецка. В том году монастырю отдали разграбленный и осквернённый, превращённый в кинотеатр Свято-Успенский собор, в боковых приделах которого были устроены общественные туалеты, сам собор был разделён 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 окончательно передали 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 присвоил монастырю статус лавры. Таким образом, Святогорский монастырь стал третьей на Украине православной, после Киево-Печерской и Почаевской, лаврой.
5 декабря 2005 года состоялась епископская хиротония наместника лавры архимандрита Арсения Яковенко.
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, четверо преподобноисповедников и один Христа ради юродивый. Решение о канонизации 16 из них было принято на заседании Священного синода Украинской православной церкви 8 мая 2008 года. 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.
Свято-Успенская Святогорская лавра является значительным духовным центром православной паствы востока Украины. Отреставрирован Успенский собор, монастырская колокольня с Покровским храмом, древнейший храм обители в честь преподобных Антония и Феодосия Печерских со скитом, в котором по благословению главного архиерея братия одевается в старинную форму одежды. Со стен древних пещер стёрты раны богоборческой эпохи, восстановлен храм в честь преподобного Алексия, человека Божия, и храм святителя Николая на верхушке меловой скалы. Памятником деревянного зодчества можно считать возрождённый Всехсвятский скит с деревянным храмом в честь всех святых нашей земли.
Все храмы, пещеры и уцелевшие здания вернули монастырю. Послушание в обители несут более сотни человек братии. Летом 2014 года в монастыре нашли приют 800 беженцев, в том числе 300 детей.
Священным синодом Украинской православной церкви лавра определена местом пребывания епископов Иннокентия Шестопаля, Ипполита Хилько, ранее также схиепископа Сергия Зализницкого.
Первые монахи выкопали церкви и кельи в верхнем ярусе. Через маленькие оконные проёмы в них проникал свет, освещавший фрамугу для иконы, вырубленную в меловой скале лежанку, ступеньку, проёмы для дверей. Кельи соединяются с квадратным залом со сводом, опирающимся на массивный столб в центре. В восточной стене ещё видны следы от иконостаса первой подземной церкви Святогорского монастыря до 1632 года. Сначала она называлась Успенской, затем Николаевской, а в XIX веке — Иоанна Предтечи.
От этой пещерной церкви разветвляются лабиринты тротуаров и келий. Один небольшой тротуар соединяет её с квадратной трапезной, севернее которой шёл проход на верхний третий ярус пещер, где была Успенская церковь. Второй проход ведёт к нижнему ярусу пещер с Алексеевской пещерной церковью высотой до 4 м. В 1753 году, во времена царствования императрицы Елизаветы Петровны, сюда сослали раскольника Чекменьева, который «сеял между простым народом ереси». Алтарная часть Алексеевской церкви имела форму сегментной фрамуги и была отделена от основного пространства пилястрами, на которые опирается арка, где крепится иконостас.
В незаметном месте внутри меловой горы расположена церковь преподобных отшельников Антония и Феодосия. Небольшой коридор, вырубленный в меловой породе, ветвится на три коридора, ведущих к главному месту в церкви. Основали её последователи киевских монахов, бежавших сюда от Батыевых орд. Неподалеку от неё археологи нашли посуду VIII—X веков.
На площадке мелового утёса торчат остатки трёхкамерной Николаевской церкви, построенной в стиле слободского барокко. Согласно рисунку монастыря, в 1679 году на том месте поднимались три массивных меловых конуса с прорубленными окошками. Очевидно, пещерная Успенская церковь под влиянием природы или человека частично обрушилась и обнажила часть интерьера, внутреннего пространства. Церковь не только дополнила утраченную часть меловой скалы, но и стала её украшением. Как в других украинских церквях, её купола расположены по оси восток-запад. Украинские мастера XV—XVI веков, пытаясь придать своим строениям стройный вид, обычно ставили на восьмигранник большего объёма восьмигранник меньшего объёма. Над алтарём церкви возвышается пирамидальная башня с небольшим барабаном и грушевидным куполом. Подобным куполом увенчан западный алтарь. Западную башню украшает декоративный орнамент из кирпича по окружности башни.
