Стефан Неманя, основоположник средневекового сербского государства, основал Студеницу как свою задужбину в 1190 году. Первая стадия строительства была завершена весной 1196 года, когда Стефан Неманя отказался от трона и поселился в монастыре. Когда позже он перебрался в Хиландар, его сын и преемник Стефан Первовенчанный принял заботу о Студенице на себя. Неманя умер в Хиландаре в 1199 году, и его третий сын, Савва, после примирения братьев Стефана Первовенчанного и Вукана, переместил мощи отца в Студеницу. Под покровительством Саввы Студеница стала политическим, культурным и духовным центром средневековой Сербии. Кроме других своих дел, Савва составил богослужебный устав Студеницы, в котором он описал жизнь своего отца.

Студеница была объектом заботы и последующих членов династии Неманичей. Король Радослав добавил к церкви притвор, а король Милутин построил небольшую церковь святых Иоакима и Анны.

С момента падения последних средневековых сербских государств в 1459 году турки часто нападали на монастырь. Первая значительная реставрация была завершена в 1569 году, когда фрески Церкви Богородицы были перекрашены. В начале XVII века землетрясение и пожар повредили монастырь. Значительная часть культурного наследия была утрачена навсегда.

Игуменом монастыря в 1960—2001 годах был архимандрит Иулиан (Кнежевич).