Монастир був заснований ці 1083 році Григорієм Пакуріані — полководцем західних армій візантійського імператора Олексія I Комніна і його братом Абазієм. За наказом засновника монастиря було створено статут (Типікон)[1], копії якого збережені грецькою та грузинською мовами.[2] Згідно зі статутом, світські та церковні влади, в тому числі Єпископ Філіппополі (Пловдив), не мали права втручатися у справи монастиря (глава 3) і доступ до нього був закритий для ченців греків (глава 24). Монастир був заселений лише іберійськими монахами, про що було сказано в статуті. Богослужіння велося грузинською мовою. В той час ця місцевість входила до складу Візантійської Імперії.

Бачковський монастир спочатку розвивався як центр грузинського чернецтва. Наприкінці XI століття там формується літературна школа, відома як Петрицонська — ім'я, що походить від первісної назви сусідньої фортеці Петрич. Через перекладацьку діяльність письменників, що працювали при монастирі, існують посилання на середньовічну Грузію з Візантії. Одним з таких письменників був грузинський філософ-неоплатонік Йоан Петриці (близько 1050—1130 рр.). З того часу збереглися Осуарій та ікона Богородиці.[3]

Під час Другого Болгарського царства монастирем опікувався цар Іван Александр, увічнений на одній з фресок монастиря, що збереглися. З XI століття при монастирі працювала школа, крім релігійних навчань були заняття з математики, історії, музики. У XIII столітті візантійські іберійські монахи втратили владу над монастирем[4],[5], але їхні традиції були збережені до початку XIV століття, а вірменське Євангеліє Х століття збереглося донині[6]. Вважається, що після завоювання Болгарії турками останній патріарх Другого Болгарського царства і засновник Тарновської книжної школи патріарх Євфимій Тирновський (Болгарський) був ув'язнений турками саме в Бачковському монастирі, де працював у школі при монастирі до початку XV століття.

Монастир пережив перші хвилі турецької навали на землі Болгарії, пізніше був спустошений та зруйнований, зрештою відреставрований наприкінці XV століття. Трапезна зала, прикрашена розписами анонімного художника, що несуть значну художню цінність, була реконструйована у 1601 році; у 1604 в центрі монастиря було зведено новий храм на честь Святої Трійці.[7]

Бачковський монастир — місце останнього спочинку Патріарха Євфимія Тирновського (1330—1404) та Патріарха Болгарського Кирила (1953—1971).