수도사는 852년(신라 문성왕 14년) 염거스님께서 창건하였다. 그러나 이곳이 661년(문무왕 1) 원효대사께서 해골 물을 마시고 득도한 곳이므로 염거스님께서 창건하기 전에도 작은 암자가 있었을 것으로 추정된다.
[삼국유사]에 따르면 원효대사가 의상대사와 함께 당나라로 유학을 떠나던 중 수도사 근처 바위굴에서 하루를 머물게 되었는데 원효대사는 밤에 목이 말라 주변을 더듬어 보니 바가지에 물이 들어 있는 것 같아서 시원하게 마셨다.
그러나 다음날 일어나 물을 마시던 바가지가 해골인 것을 보고는 구토를 하고 말았다. 이에 원효대사는 모든 것이 마음에 있음을 깨닫고 당나라 유학을 포기하였고, 생즉종종법생이요, 심멸즉종종법멸의 오도송을 남겼다.
창건 이후 사세가 크게 번창하였으나 도적이 들끊어 노략질이 심하고 승려까지 납치하는 일이 발생하여 절이 비게 되었으며, 산사태까지 나서 폐사가 되기도 하였다. 이후 조선 중기까지의 연혁이 전하지 않아 자세한 역사는 알 수 없다.
1592년(조선 선조 25) 임진왜란 때 불에 탄 것을 곧 복원하였고, 1911년 불에 타 페사로 남아 있던 것을 1960년 영석 스님이 중창하였다. 1965년부터 정암스님이 중수하여 오늘에 이른다.