Dès le 11e siècle, un petit monastère de religieuses bénédictines fut bâti dans la vallée. Pour des raisons de sécurité, il fut abandonné à la fin du 12e siècle.
L'évêque d'Uzès, Guilhem de Vénéjan, attentif au péril hérétique que représentait l'expérience cathare pour les états du Comte de Toulouse, demanda à l'Ordre des Chartreux de construire un nouveau monastère.
Ainsi, fut fondée le 10 février 1204, la 41e maison de l'Ordre des Chartreux.
En dépit des vicissitudes de l'histoire, une communauté de moines suivant la règle de saint Bruno, vécut en ce monastère jusqu'en 1901.
Abandonné, le monastère fut racheté aux enchères en 1926 par le Pasteur Philadelphe DELORD qui y fonda l'Association de Secours aux Victimes Maladies Tropicales afin de soigner à l'époque les victimes de la lèpre.
L'ASVMT, oeuvre protestante reconnue d'utilité publique suivant arrêté du 14 mai 1949, est toujours propriétaire du monastère et d'un domaine de quarante hectares. Elle gère aujourd'hui l'ensemble des activités touristique, viticole et culturelle de la Chartreuse de Valbonne.