Основание монастыря приписывается монаху Варнаве (между 375 до 395 годами)[1], а восстановление Святому Софронию после разрушительного набега агарян (арабов) в VI веке.

В византийскую эпоху монастырь пользовался благосклонностью нескольких поколений императоров и стал самым влиятельным и богатым на территории Понта в эпоху Трапезундской империи (1204—1461 годы). После падения последней все привилегии были подтверждены султаном Селимом I и всеми последующими османскими правителями.

Наибольшего расцвета монастырь достиг в XVIII—XIX веках.

После выселения греческого православного населения Анатолии в рамках греко-турецкого обмена населения в соответствии с положениями Лозаннской конференции, монашеская жизнь в Панагия Сумела пресеклась. Реликвии монастыря, в том числе чудотворная икона Панагия Сумела, были сначала спасены от потери понтийскими греками, а позже, в 1930 году, перевезены в Грецию, где пребывают в новом монастыре Панагии Сумела близ города Верия в Македонии.

На протяжении нескольких веков монастырь Панагия Сумела был святыней не только для понтийских греков, но и христианства всего мира, однако турецкие власти крайне враждебно относились к православному паломничеству. Впервые оно стало возможным только в 2007 году[2]. 22 ноября 2009 года в Москве состоялась встреча Председателя Великого Национального Собрания Турции Мехмета Али Шахина с Иваном Саввиди, координатором межпарламентской депутатской группы по связям с Парламентом Греция, депутатом Государственной Думы РФ, в ходе которой также обсуждался вопрос паломничества, а также инцидент, случившийся 15 августа 2009 года, когда в аэропорту города Трабзон православных священников заставили снять священническую одежду и кресты, якобы по указанию властей.

В 2010 году Министерство культуры и туризма Турции по просьбе Вселенского патриарха дало согласие на проведение в монастыре Панагия Сумела первого с 1922 года[3] богослужения. 15 августа 2010 года, в день Успения Пресвятой Богородицы, Вселенский Патриарх Варфоломей I возглавил литургию в монастыре при стечении нескольких сотен паломников из разных стран[3].

В сентябре 2015 года монастырь закрыт для посетителей ввиду начала производства восстановительных работ[2]. В июле 2021 года было объявлено о его открытии [4]. В настоящее время монастырь работает только как музей, все службы, кроме как в день Успения Пресвятой Богородицы, запрещены.