Der Überlieferung nach wurde das Kloster Valamo im 12. Jahrhundert, spätestens jedoch im 13. Jahrhundert, gegründet. Zwei Heilige, Sergei und Herman von Valamo, die auf der Insel Valamo wetteiferten, werden als seine Gründer verehrt.
Die lange Geschichte des Klosters umfasst Phasen starken Wachstums und schwerer Prüfungen. Die erste Blütezeit fällt in das späte 16. Jahrhundert. Zu Beginn des 17. Jahrhunderts wurde das Kloster so vollständig zerstört, dass es über hundert Jahre lang keine klösterlichen Aktivitäten in Valamo gab. Der Wiederaufstieg des Klosters begann mit dem Befehl Peters des Großen im Jahr 1716, Valamo wieder aufzubauen. Vom Ende des 18. bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts erlebte das Kloster eine wahre Blütezeit, sowohl spirituell als auch materiell: Abt Nasari, der die Bauarbeiten initiierte, und Abt Damaskin, der sein Werk fortsetzte, schufen in Valamo ein wahrhaft großes Kloster, dessen Hauptkloster von zwölf Sketen (Nebenklöstern) umgeben war. Das Kloster, dessen Lebensgrundlage die Landwirtschaft bildete, verfügte zudem über zahlreiche Handwerksbetriebe, und das spirituelle Leben der Bruderschaft, die ihren Gehorsamspflichten gewissenhaft nachkam, blühte auf, unterstützt durch das traditionelle System der Ältestenführer. Die Bruderschaft erreichte 1913 ihre größte Größe mit nicht weniger als 359 Mönchen und 562 Novizen.
Die beiden Weltkriege hatten jedoch dramatische Auswirkungen auf das Kloster. Das Kloster, das der Finnisch-Orthodoxen Kirche unterstand, wurde im Februar 1940 evakuiert, und die etwa 200 Mitglieder zählende Bruderschaft fand in Papinniemi, Heinävesi, eine neue Heimat.
In den folgenden Jahrzehnten war der Fortbestand des Klosters bedroht, da die Bruderschaft alterte und immer kleiner wurde. Die 1970er Jahre markierten jedoch den Beginn eines neuen Aufschwungs. Auf Luostarinmäki wurde eine neue Steinkirche errichtet, und neue Mitglieder traten der Bruderschaft bei. Mit dem zunehmenden Tourismus veränderte sich auch die Haupteinnahmequelle des Klosters. Heute ist das Kloster ein Ort des Wettbewerbs für knapp zwanzig Mitglieder der Bruderschaft, das bedeutendste Zentrum orthodoxer Kultur in Finnland und ein beliebtes Touristenziel.