Maçka ilçesinde, arazi şartlarına bağlı zor yaşam koşullarından dolayı çoğunlukla erkek manastırları kurulduğu bilinmektedir. Sümela Manastırı bir erkek manastırı olma özelliği taşımaktadır. 375-395 yıllarında, Bizans İmparatoru 1. Theodosius zamanında Atina'dan gelen Barnabas ve Sophronios isimli iki keşiş tarafından kurulmuş olan manastır, 13. yüzyıldan itibaren varlığını sürdürmektedir. 18. yüzyılda manastırın pek çok bölümü yenilenmiş, 19. yüzyılda ise büyük binaların ilave edilmesiyle son şeklini almıştır. Trabzon'un 1916-1918 yılları arasındaki Rus işgali sırasında manastıra el konulmuş, 1923'ten sonra ise manastır tamamıyla boşaltılmıştır. 1972 yılında ise korumaya alınarak, müzeye dönüştürülmüştür. Manastırın bulunduğu Altındere Vadisi'nin 4800 hektarlık alanı, 1987 yılında millî park statüsüne alınmıştır.
Trabzon Müze Müdürlüğü'ne bağlı Sümela Manastırı, kaya ıslahı projelendirmesine yönelik olarak kaya yüzeylerinde yapılan tespit ve tarama çalışmaları sonucunda ziyaretçiler için doğabilecek olası tehlikelerin önlenmesi amacıyla 22 Eylül 2015 tarihinde ziyarete kapatılmıştır. 25 Mayıs 2019 tarihinde tamamlanan ve birinci etap olarak planlanan çevre düzenleme ve yenileme çalışmaları neticesinde, manastırın birinci avluya kadarki ilk kısmı ziyarete açılmıştır. Bu kapsamda, manastıra giden 300 metrelik yürüyüş yolunun yeniden düzenlendiği alanda ayrıca tarihî su kemerleri, gişe binası ile manastıra çıkan merdivenler yenilenmiştir. Yenileme çalışmaları devam ederken, manastırın kuzey çatısının yamacında bilinmeyen bir geçit keşfedilmiştir. Bu geçide, bugüne kadar girilmemiş olup, tarihi ve arkeolojik açıdan büyük önem taşımaktadır. Mevcut durumda manastır genel olarak açık olmakla birlikte, bazı bölümler hâlâ kapalıdır.
Sümela Manastırı, kurulduğu yıldan günümüze kadar önemini korumuş, Trabzon Devleti'nin ikinci bir payitahtı olacak kadar merkez addedilmiş ve Osmanlı padişahlarının verdiği beratlarla canlılığını muhafaza etmiştir.
1349-1390 yıllarında, 3. Alexios manastıra özel gelirler bağlamış ve Sümela çevresinde bulunan 46 köyün gelirlerinin tamamını manastıra hibe etmiştir. Ayrıca manastırın korunması için 50 saray muhafızını görevlendirerek, manastıra birçok imtiyaz tanımıştır.
1360 yılında tamamlanan ve manastırın ön cephesini oluşturan yetmiş iki odalı bölüm, 3. Alexios döneminde yapılmıştır. Ayrıca söz konusu tarihte manastır, eklenen yapılarla iki kat genişletilmiştir. Bu dönemde kilise, şapeller ve bazı keşiş odaları fresklerle süslenmiştir.
1390-1420 yıllarında, Sümela Manastırı'nda taç giyen 3. Manuel ise Trabzon hazinesinden kıymetli bir haçı manastıra hediye etmiştir.
1461 yılında Fatih Sultan Mehmet'in Trabzon'u fethetmesiyle, bölge Türk idaresine geçmiştir. Bu dönemde Osmanlı Sultanları tarafından Sümela Manastırı'na önceden verilmiş olan haklar korunmuş, hatta bazı ek hak ve imtiyazlar tanınmıştır.
1512 yılında Osmanlı devletinin sultanı olan Yavuz Sultan Selim tarafından, geniş kollu iki altın şamdan Sümela Manastırı'na hediye edilmiştir.
Osmanlı döneminde, 1566-1574 yıllarında, 2. Selim , 1574-1595 yıllarında 3. Murat , 1640-1648 yıllarında İbrahim, 1648-1687 yıllarında 4. Mehmet , 1687-1691 yıllarında 2. Süleyman ve 1706-1730 yıllarında 3. Ahmet'in Sümela Manastırı'nın haklarını tanıyan ve konumunu güçlendiren fermanlar yayınladıkları bilinmektedir.
1710, 1732 ve 1740 tarihlerinde manastıra ek binalar yapılmış ve yapı fresklerle süslenmiştir.
1839 yılında Sultan Abdülmecit döneminde Sümela'ya daha fazla su sağlayacak bir su kemeri ve çeşme yaptırılmıştır.
1860 yılının sonlarına doğru misafir odaları ve kütüphane olarak kullanılan salon inşa edilerek, manastır kompleksine dâhil edilmiştir.
Mustafa Kemal Atatürk'ün 29 Ekim 1923'te Türkiye Cumhuriyeti'ni kurması ile birlikte manastırın faaliyetleri resmî olarak sona ermiştir. Nitekim söz konusu tarihte Lozan Antlaşması hükümlerine göre Rumların Yunanistan'a gönderilmesi ile Sümela Manastırı'nda bulunan papazlar da göç etmek durumunda kalmışlardır. Manastırdan göç eden papazlar, değerli eşyalarının çok az bir kısmını beraberlerinde götürmüşler, kullanmakta oldukları gündelik eşyalarının büyük kısmını ise manastırda bırakmışlardır. Bu eşyaların daha sonraki yıllarda, özellikle yabancı koleksiyoncular tarafından yağmalandığı bilinmektedir. Ayrıca papazlar kıymetli eşyaların bir kısmını manastır içerisinde ve etrafında gömerek saklamışlardır. 1923-1970 yılları arasında korumasız kalan Sümela Manastırı, bu tarihlerde çobanların konaklama yeri hâline gelmiştir.
