Ctitori de început ai acestui lăcaș sunt Radu si Pătru, fiii lui Danciul Zamona, menționați intr-un hrisov emis la 18 ianuarie 1480 de voievodul Basarab cel Tânăr (1477-1481).
Timp de peste un secol si jumătate, documentele nu mai pomenesc nimic despre acest sfânt lăcas, pentru ca în anul 1645, satul Polovragi să fie în stăpânirea lui Danciu Pârâianu, fiul lui Hamza. Danciu Pârâianu a zidit biserica pe vechile temelii, asa cum se proceda frecvent în epocă, păstrând partea cea bună a acestora.
După Danciul Pârâianu și înaintașii acestuia, Constantin Brâncoveanu poate fi socotit, al treilea ctitor al Mănăstirii Polovragi. Pictura bisericii este deosebit de valoroasă atât în ceea ce privește iconografia cât și execuția tehnică. Ea a fost executată în anul 1713 de Constantin Zugravul. De o parte și de alta a intrării în pridvor se pot admira cele două reprezentări, iconografice, unice în România ale mănăstirilor românești închinate la Sfântul Munte Athos. Chiliile și celelalte încăperi ale mănăstirii sunt orânduite în jurul bisericii pe laturile de est, sud și vest, formând alături de zidul de incintă de pe latura de nord o adevărată cetate de apărare. Intrarea în incintă se realizează pe latura de sud printr-o poartă masivă deasupra căreia se înalță clopotnița ridicată în epoca lui Constantin Brâncoveanu.
Aşezământul monahal are forma unei cetăţi. În centru se află biserica cu hramul "Adormirea Maicii Domnului", în apropierea căreia se ridică paraclisul închinat Sfântului Prooroc Ilie. De asemenea, pe latura de nord se pătrunde în cea de-a doua incintă a mănăstirii, unde se găseşte biserica bolniţă cu hramul "Sfântul Ierarh Nicolae", ctitorie a egumenului Lavrentie, la 1732 care, fortificata fiind, a fost folosita de Tudor Vladimirescu drept baza pentru operatiile militare.
Regina Maria o numea „o adevărată armonie în alb”.
Conform cercetărilor arheologice, zona se caracterizează printr-o străveche locuire. Aici s-a descoperit o aşezare dacică cu două nivele, din sec. II - I î. Hr. Unul dintre nivele, o cetate de refugiu, era situat la înălţime pe platoul Padeşului şi al Crucii lui Ursache. Un alt nivel, jos, în apropiere de ieşirea Olteţului din chei, la Gura Pietrei, funcţiona ca aşezare civilă.
Mănăstirea deţine o colecţie muzeală, formată din icoane pe lemn şi pe sticlă, datate în secolele al XVIII-lea şi al XIX-lea, precum şi un considerabil depozit de carte veche, cu peste 3.000 de volume.