『熊野権現金剛蔵王宝殿造功日記』によれば孝昭天皇の頃にインドから渡来した裸形上人が十二所権現を祀ったとされ、また『熊野略記』では仁徳天皇の頃に鎮座したとも伝えられるが、創成の詳細は不明。熊野那智大社は熊野三山の中でも熊野坐神社（本宮）・熊野速玉大社（新宮）の二社とは異なり、山中の那智滝を神聖視する原始信仰に始まるため、社殿が創建されたのは他の二社よりも後である。当初は那智滝の正面にある現・飛瀧神社の地に社殿があった。

一説には、那智山の奥にある妙法山に登るための禊祓の地だった那智滝が聖地化し、夫須美神が勧請されて当社が滝本で創建されたともいう。

祭神は熊野夫須美大神であるが事解男命（事解之男神）とする説がある。その熊野夫須美大神は伊邪那美神とされるが、熊野久須毘命とする説もある。[1]

仁徳天皇5年（317年）に社殿が現在地に移転されたとされる。

大同元年（806年）の『新抄格勅符抄』には天平神護2年（766年）熊野速玉男神（新宮の主神）とともに熊野牟須美神の記述があり、それぞれ神封戸が4戸あてられている。しかし、その後は貞観元年（859年）1月27日、同年5月28日、貞観5年（863年）3月2日の速玉神と坐神（本宮の主神）が従五位上に昇階した事に関する『日本三代実録』の記事に牟須美神（ないし夫須美神）の記述がない。延長5年（927年）延喜式神名帳の牟婁郡6座中にも熊野速玉神社、熊野坐神社の二社のみが書かれている。

一方、永観2年（984年）の『三宝絵詞』では熊野両所として速玉神とともに当社主神の夫須美神を取り上げている。本宮・新宮と併せて熊野三山とする記述は永保3年（1083年）9月4日の『熊野本宮別当三綱大衆等解』が最も早く、これまでには三山共通の三所権現を祀る神社として成立していたと考えられる。また『中右記』の天仁2年（1109年）10月27日条の藤原宗忠らの参拝記録から、この頃までに現在の社地に遷祀されていたとされる。

那智一山の組織は平安時代末期に形成したと考えられるが当時の史料は残されていない。近世後期に編纂された『紀伊続風土記』などによれば、那智山には禰宜や神主などの神職は存在せず、那智山は隣接している如意輪堂（現・青岸渡寺）と神仏習合して一体化し、その全員が社僧という修験者達の霊場となっていた。中世に入り、熊野三山を管理する京都の熊野三山検校の下で那智一山の管理組織（那智執行・滝本執行・宿老・在庁にもとづく合議制度）が整備された。近世に入り社僧が東座と西座に分けられたが、両座にはそれぞれ東の長官、西の長官が置かれ、執行と呼ばれつつ一山を管理した。また両座の下には10人で構成する宿老をはじめ、12人の講誦、75人の衆徒、66人の滝衆、85人の行人、12人の如法道場役人と7人の穀屋（本願）などがいて組織を構成した。

『紀伊続風土記』によると、近世のある時期に東座執行を受け持ったのは那智最古の家柄という潮崎尊勝院で、山内でも最重要とされる飛滝権現を祀り、滝衆や行人を統轄し、近世のある時期に、西座の執行を西仙滝院が担当した後、米良実方院に替わったという。尊勝院・実方院および御師と呼ばれる坊・院は、中世・近世を通じ、全国各地の旦那（檀那）場からの参詣者を泊める宿坊を営んでいた。仁平元年（1151年）2月15日の『源義国寄進状写』に那智の御師・高坊の名が記載されている。この他にも御師として熊野別当家の一族もいた。

『長秋記』長承3年（1134年）2月1日条によると、平安時代後期には三山とも天照大神を含む御子神の五所王子と眷属神の四所明神を加え、現在のような十二所権現を祀る形が整った。しかし那智は別格の滝宮を加えて十三所権現となっており、康暦元年（1379年）11月13日の『尼性周田地寄進状写』などに記録が残っている。

平安時代の末期には鳥羽上皇、後白河法皇、後鳥羽上皇などが幾度も熊野三山に足を運び、大いに賑わっている。

建仁元年（1201年）10月19日には後鳥羽上皇が那智山に参詣し、その後建暦2年（1212年）に上皇から寄進された熊野新宮領・190石のうち12石が那智社に与えられた。

承久の乱では後鳥羽上皇らが敗れて熊野は有力な支持者を失ったが、代わって修験道の発達に伴い、三山の御師と先達による組織づくりが盛んとなった。貞応2年（1223年）11月19日には一山が焼失したが、御師らによって再建されている。

南北朝時代には、熊野の勢力を勧誘するために両朝から御師宛に護摩供料などの名目で寄進が行なわれ、貞和2年（1346年）8月18日には熊野三山検校・道昭准后が、那智山の兵部卿律師御房に駿河国北安東荘内を安堵した例などがある。

続く室町時代には各地の神領荘園からの収入が減少し、那智山権現でも年貢米が駿河国の長田・安東両荘および美作国勝田荘からのみになった。このため、有力御師・先達の活動が重要さを増し、社頭の修理なども熊野山伏や比丘尼、十穀聖などの勧進に頼るようになった。文明10年（1478年）に畿内への課役による棟別銭で那智山の造営を行なったが、弘治年間の十二所権現造営の際は、賦算札に貴庶を勧進結縁させている。15世紀後半以降には、山内の堂塔や社殿の修理のために勧進を行う本願所として、妙法山阿弥陀寺や浜ノ宮の補陀洛山寺をはじめ御前庵主、大禅院、滝庵主、那智阿弥、理性院といった本願所により造営・修造が担われるようになり、那智七本願または那智七穀屋などと称された。なお、穀屋はこの七本願を指すという見方もある。

天正9年（1581年）には堀内氏善が那智山への支配を強化した事に反発した社家で御師の廊ノ坊が武力決起し、逆に氏善が廊ノ坊を攻撃し、本殿などの社殿が焼失している。一方で那智山内の実報（実方）院は堀内氏に付いて那智一山は二分され、廊ノ坊側が敗れると同年6月3日に一族東学坊などの跡職は実報院に与えられたという。

慶長6年（1601年）1月4日の『熊野那智山神領注文写』によると神領は633石余となっている。同年には紀州藩主浅野幸長によって那智山は市野々村と二河村（現・那智勝浦町）に300石を与えられた。寛政10年（1798年）大晦日に参拝した高遠藩の砲術家・坂本天山は、建造物が壮麗で香炉には火が絶えず、社人・社僧の数が多い事を『紀南遊嚢』に記している。

近世末期の那智大社には数多くの社僧坊舎があったが、明治時代になり神仏習合が廃されると、熊野本宮大社、熊野速玉大社では仏堂は全て廃されたが、当社では如意輪堂は有名な西国三十三所の第一番札所であったため、ひとまず破却はしなかった。

1873年（明治6年）に県社に指定されると共に那智神社と称し、さらに熊野夫須美神社と改称した。翌1874年（明治7年）には如意輪堂が青岸渡寺として当社から独立した。なお、明治初期の神仏分離の際に境内にあった行者堂が取り壊されたが、2023年（令和5年）10月に青岸渡寺の境内に再建された（熊野修験那智山行者堂）[2]。

1921年（大正10年）に官幣中社に昇格して熊野那智神社と改称する。

1948年（昭和23年）に神社本庁の別表神社に加列されている。1963年（昭和38年）に熊野那智大社に改称した。