대한불교조계종 제14교구 본사인 범어사(梵魚寺)의 말사이다. 835년(흥덕왕 10) 국사 무염(無染)이 창건하였다. 당시 해안지대에서는 왜구의 피해가 극심하여 왕이 항상 근심하였는데, 지리산에 있던 무염이 이 산에 와서 신통력으로 신병(神兵)을 불러 물리쳤으므로 왕이 기뻐하고 밭 360결(結)과 노비 100호(戶)를 내려서 이 절을 창건하였다고 한다. 임진왜란 때 전소된 뒤, 1604년(선조 37)에 대사 진경(眞鏡)이 중건하였다.
이때 곰이 불사(佛事)를 도와 건축자재를 날라주었다는 설화로 인하여 웅신사(熊神寺)라고도 하였다고 전한다. 사적기에는 진경이 이곳에 당도하여 산세와 절터를 보고 중창할 뜻을 품은 뒤, 공사에 착수하여 불당을 짓고 석탑과 석등을 찾아내었다고 한다. 1681년(숙종 7)에 또 한 차례의 중수를 거친 뒤, 1817년(순조 17)에 동래 범어사에 있던 등암(藤巖)이 이절로 옮겨 주석하면서 중흥의 대업을 이룩하였다.
현존하는 당우로는 대웅전을 비롯하여 보타전(寶陀殿) · 명부전(冥府殿) · 설선당(說禪堂) · 염화실(拈花室) · 불모당(佛母堂) · 요사채 등이 있다. 1974년 경상남도 유형문화재(현, 유형문화유산)로 지정된 대웅전은 정면 3칸, 측면 2칸의 팔작지붕이며, 명부전은 대웅전 우측에 있는 건물로서 지장보살(地藏菩薩)과 시왕(十王)을 봉안하고 있다.
또한 1972년 경상남도 유형문화재로 지정된 삼층석탑은 고려시대의 작품으로 추정되며, 보타전에 안치된 석조관세음보살입상(경상남도 유형문화재, 1997년 지정)은 원래 매몰되었던 것을 용화전(龍華殿)을 세우면서 찾아낸 것으로 1매의 화강암석에 원형두광과 광배(光背)를 함께 갖춘 고려시대의 작품이다.
이 밖에도 삼층석탑 좌우에는 2기의 불안전한 석등이 있으며, 1773년(영조 49) 8월에 세워진 원혜(圓慧)의 부도와 1781년(정조 5)에 세워진 경세(慶世)의 부도 등 석조부도 4기가 있다. 1998년 경상남도 유형문화재로 지정된 성주사 감로왕탱은 1729년(영조 5)에 조성되었다. 또한 성주사 동종은 1783년(정조 7)에 조성한 것으로 조선시대 범종 연구에 중요한 자료가 된다.