В 1874 году на новоафонскую землю прибыли русские монахи Пантелеймоновского монастыря греческого Афона. Они собирались возвести новый монастырский комплекс вблизи церкви Симона Канонита. Средства на строительство выделяло царское правительство.

Начиная с 1875 года, 25 лет строился комплекс. Согласно проекту архитектора Н. Никонова, сегодня собор святого Пантелеймона стоит на Новоафонской горе на 75 м над уровнем моря. Вокруг него образуют прямоугольник двух и трёхэтажные монастырские корпуса. А звон 50 метровой колокольни до сих пор звучит по всей округе.

Роспись стен собора проводилась с 1911 по 1914 год. Работу выполняли лучшие мастера того времени. Эскизы рисунков выполнил А. В. Серебряков. Непосредственно росписью стен занимались 16 художников из Палеха и Москвы под руководством М. В. Молохова.

В 1888 году на ход работ приезжал посмотреть император Александр III. Чтобы увековечить это событие, на месте встречи императора и настоятеля собора бы заложена часовня. Дорога, по которой Александр III прошёл от церкви Симона Канонита до строящегося монастыря, была названа «царской аллеей» и обсажена стройными кипарисами.

Постепенно Новоафонский монастырь, в котором жили 700 монахов, превратился в крупнейший религиозный центр Черноморского побережья Кавказа. Со временем монастырь открыл подворья в Петербурге, Туапсе, Ейске, Новороссийске, Сухуме, Пицунде и высокогорном абхазском селе Псху.

Новоафонские монахи не бездельничали. В городе построили пристань, в 1902 году – первую в России гидроэлектростанцию на 120 лошадиных сил, канатную электрическую дорогу для подъёма паломников в часовню на Апсарскую гору, литейно-механические мастерские, известковый и кирпичный заводы, водяную мельницу и прочие предприятия. Кроме того они занимались подготовкой к религиозной карьере местного населения в церковно-приходской школе.

Когда грянула революция, монахи попытались приспособиться к изменившейся реальности и даже создали собственный ревком. Однако новая власть решила, что монастырский ревком занимается антиреволюционный деятельностью и распустила и его и всех монахов. Уникальный религиозный комплекс превратился сначала в совхоз, а потом - в турбазу.

С 1993 года началось восстановление Новоафонского монастыря. Вернулись монахи, ведутся ремонтные и реставрационные работы.