Монастырь был основан в 963 году преподобным Афанасием. Его строительство было связано с теми изменениями, которые преподобный Афанасий ввел в свой устав на Афоне, в особенности с возвышением общежительного монашества. Финансировал строительство обители император Никифор Фока, близкий друг святого Афанасия. Еще до своего восшествия на престол Никифор Фока убедил святого Афанасия покинуть монастырь в Вифинии и построить новый на Горе Афон, обещая придти туда к нему и принять монашество. Однако, оказавшись неожиданно для себя на императорском троне, он старался искупить свою вину за то, что нарушил столь серьезное обещание, щедрыми пожертвованиями на возведение монастырских построек и содержание первых насельников, число которых достигало восьмидесяти.
После смерти этого императора монастырь продолжал получать поддержку Византийских правителей и процветал с XI по XV века. В лучшие годы в нем насчитывалось более семисот монашествующих.
Времена подъема сменялись в жизни Лавры периодами упадка. Число монахов колебалось от шести человек до семи сотен. Множество патриархов (27) и архиереев (145) подвизались в обители. Многие из них, по своему великому смирению, становились в монастыре простыми послушниками. Константинопольский Патриарх Анфим, прибывший в Лавру в 1623 году, нашел в ней всего шесть монахов и большие долги. Его трудами монастырь не только пережил трудности, но и встал на путь нового расцвета. Велики были заслуги в возрождении обители и другого Патриарха – Дионисия III. Он жил в Лавре 36 лет и руководил развернутым строительством и ремонтом монастырских сооружений. Лавра никогда не страдала от пожаров. Это связано с особым обещанием, данным Божией Матерью преподобному Афанасию Афонскому.
В сложные годы Турецкого владычества Великая Лавра стала особножительным монастырем. Восстановление древнего, заповеданного ее основателем, общежительного устройства произошло в 1980 году и открыло новую страницу в жизни обители. В момент торжественного события из гроба преподобного Афанасия Афонского разлилось удивительное благоухание.
Архитектурный ансамбль обители был сооружен на пожертвования Византийских императоров Никифора Фоки, Василия II и Иоанна Цимисхия. Многоэтажные здания расположены закрытым четырехугольником, отчего монастырь издалека выглядит как маленький укрепленный город.
Во дворе монастыря находится собор. Первоначально он был освящен в честь Благовещения Пресвятой Богородицы преподобным Афанасием в 963 году. Однако впоследствии, по воле Самой Пресвятой Богородицы, престольный праздник стал отмечаться в день кончины преподобного Афанасия, 5 июля. Преподобный Афанасий вместе с несколькими монахами погиб, проверяя, как идет строительство крыши этого храма: кирпичная кладка под ними обвалилась, и они, упав вниз, разбились насмерть.
Собор был расписан в XVI веке известным изографом Феофаном Критским – одним из величайших живописцев в истории мирового искусства. В Лавре сохранились и росписи другого выдающегося мастера Эмануила Панселиноса (предположительно, учителя Феофана). Храм, ставший прообразом особого «афонского стиля», был построен таким образом, чтобы в наибольшей степени соответствовать нуждам и богослужебным особенностям святогорского Устава. Собор имеет два придела: святителя Николая и Сорока мучеников. В последнем находятся рака с честными мощами преподобного Афанасия и замечательная икона Спасителя XII века. Также в параклисе стоят древнейшие подсвечники на Святой Горе. Они относятся к X веку.
Кроме соборного храма и при нем двух параклисов во имя святителя Николая и Сорока мучеников есть еще параклисы: в честь Пресвятой Троицы, Успения Пресвятой Богородицы, Введения во храм Пресвятой Богородицы, Архангелов, святого Иоанна Предтечи, Всех Святых, святителя Василия Великого, святителя Модеста Иерусалимского, святых Феодора Тирона и Феодора Стратилата, священномученика Харалампия, преподобного Онуфрия, святителя Николая Мирликийского, святых бессребреников Космы и Дамиана, первомученика Стефана, апостола и евангелиста Иоанна Богослова, великомученика Георгия Победоносца, святого Михаила Синадского, преподобного Афанасия – основателя Лавры. В этом последнем храме находится деревянный крест святого Афанасия, в железном окладе, который носил на себе преподобный; этому кресту приписывают целительные свойства. Вне Лавры, на принадлежащей ей земле в скитах и кельях, находится 178 церквей.