Στη νότια πλευρά της χερσονήσου και στη δυτική ακτή, πάνω σ’ ένα απόκρημνο βράχο που υψώνεται 50 μ., είναι κτισμένη η Μονή του Αγίου Διονυσίου.
Η παράδοση αναφέρει ότι ο Διονύσιος από την Καστοριά συγκέντρωσε γύρω του μερικούς μονάχους στο βράχο και αργότερα ο ίδιος κατέφυγε σε μια σπηλιά λίγο πιο ψηλά. Μια νύχτα ένα λαμπρό φως παρουσιάστηκε στον ουρανό, “φώς άπό τό κχτιστο φώς”, και έλαμψε για μακρύ διάστημα πάνω από το βράχο. Ο Διονύσιος ερμήνευσε αυτό το ουράνιο σημάδι ως εντολή ίδρυσης Μονής.
Μαζί με το Διονύσιο είχε έρθει στον Άθω και ο αδελφός του Θεοδόσιος για να γίνει μοναχός. Όταν ο Διονύσιος κατέφυγε στο βράχο και ζούσε ως ερημίτης μοναχός, ο αδελφός του εντάχθηκε στη Μονή Φιλόθεου. Ο Θεοδόσιος αργότερα πήγε στην αυτοκρατορική αυλή, ανέβηκε γρήγορα τα αξιώματα, έγινε ο πνευματικός πατέρας του αυτοκράτορα Αλέξιου Γ’ Κομνηνού και χειροτονήθηκε μητροπολίτης Τραπεζούντας. Ο Θεοδόσιος προέτρεψε τον αυτοκράτορα το 1347 να αναγνωρίσει την ίδρυση της Μονής του Διονυσίου και επικύρωσε αυτή την απόφαση με χρυσόβουλο που φυλάσσεται σε μια θήκη στη Μονή. Το υπέροχα διακοσμημένο έγγραφο, με μικρογραφίες που αναπαριστούν τον Αλέξιο Κομνηνό, αυτοκράτορα της Τραπεζούντας, τη σύζυγο του Θεοδώρα και τον Άγιο Ιωάννη τον Βαπτιστή όχι μόνο επικύρωσε την καταβολή ενός ποσού για την οικοδόμηση της Μονής, αλλά επίσης όρισε σημαντική ετήσια επιχορήγηση για τη μετονομασία της Μονής σε Μονή του Μεγάλου Κομνηνού.
Οι Παλαιολόγοι αυτοκράτορες Ιωάννης και Κωνσταντίνος υπήρξαν οι μεταγενέστεροι ευεργέτες της Μονής αλλά, με την Άλωση της Κωνσταντινούπολης το 1453, οι επιχορηγήσεις σταμάτησαν απότομα. Οι Βυζαντινοί ευεργέτες παραχώρησαν τη θέση τους στους ηγεμόνες της Βλαχίας και Μολδαβίας. Ιδιαίτερα αναφέρονται τα ονόματα το)ν Ραδούλ και Νεάγκου (1512-1521), οι οποίοι προμήθευσαν τους αναγκαίους πόρους για την κατασκευή του οχυρωματικού πύργου και του υδραγωγείου.
Τον Οκτώβριο του 1535, μια τρομερή πυρκαγιά έκαψε σχεδόν όλα τα κτίρια της Μονής εκτός του πύργου, που ήταν καλύτερα οχυρωμένος ώστε να αντιστέκεται σε τέτοιες καταστροφές. Και αυτή τη φορά οι ηγεμόνες της Βλαχίας και της Μολδαβίας έδειξαν το ενδιαφέρον τους εξασφαλίζοντας την ανακατασκευή της ανατολικής πτέρυγας του μοναστικού συγκροτήματος που περιελάμβανε την κουζίνα, το κελάρι των κρασιών και άλλους βοηθητικούς χώρους. Ο Μεγάλος Δούκας Πέτρος Δ’ έβαλε τα θεμέλια για το νέο Καθολικό, και ο Δούκας Αλέξανδρος Δ’ με τη σύζυγο του Ρωξάνδρα, κόρη του Πέτρου, ανέλαβαν τις δαπάνες για την ανακατασκευή της Τράπεζας (1568) και του εξαώροφου οικοδομήματος προς την πλευρά της θάλασσας με γραφικά μπαλκόνια και σκεπαστούς διαδρόμους που ακόμα και σήμερα δίνουν στη Μονή τη χαρακτηριστική της όψη. Το μέρος του συγκροτήματος που επεκτείνεται προς τον κήπο αποδίδεται στους αδελφούς Λάζαρο και Μπόρις από την Πιάβιστα. Σ’ αυτούς τους ευεργέτες μπορούν να προστεθούν οι επίσκοποι Μακάριος και Ιερεμίας που έζησαν στη Μονή μέχρι το θάνατο τους και κληροδότησαν σ’ αυτήν τη σημαντική τους περιουσία.
Το Καθολικό μετά τη μεγάλη πυρκαγιά του 1535, κτίστηκε (1537-1547) στη στενή αυλή της Μονής και οι τοιχογραφίες αποδίδονται στον Τζώρτζη, έναν από τους κύριους εκπρόσωπους της Κρητικής Σχολής. Ένα Τυπικό του 1634 αναφέρει ότι οι αγιογραφίες της Μονής Διονυσίου δημιουργήθηκαν από τον εξαιρετικό ζωγράφο “Μαΐστορα Τζωρτζή τον Κρήτα”.
Οι τοιχογραφίες του νάρθηκα είναι μεταγενέστερες και εκτελέστηκαν από ένα Ρουμάνο αγιογράφο. Το πολύ εντυπωσιακό τέμπλο είναι κα-λυμένο ολόκληρο με φύλλα καθαρού χρυσού και είναι από τα πιο αξιοσημείωτα στον Άθω. Πάνω του είναι τοποθετημένες οι σημαντικότερες εικόνες της Μονής, μεταξύ τους και πέντε της Μεγάλης Δεήσεως, έργα του διάσημου κρητικού αγιογράφου Ευφρόσυνου (1542).
Το Καθολικό είναι αφιερωμένο στο Γεννέσιο του Ιωάννου του Προδρόμου, που γιορτάζει στις 24 Ιουνίου.
Η σπουδαιότερη όμως εικόνα της Μονής, η Παναγιά του Ακάθιστου, βρίσκεται στο παρεκκλήσι του Ακάθιστου, και αποδίδεται στον Ευαγγελιστή Λουκά. Στην πολιορκία της Κωνσταντινούπολης από τους Αβάρους το 626, ο πατριάρχης Σέργιος περιέφερε την εικόνα γύρω από τα τείχη δείχνοντας την στους πολιορκημένους για να τους ενθαρρύνει. Ο Ακάθιστος Ύμνος, μελοποιημένος από τον ίδιο το Σέργιο, σήμερα ψάλλετε καθημερινά εμπρός στην εικόνα.
Μεταξύ του Καθολικού και της Τράπεζας, με τις υπέροχες τοιχογραφίες των Αγίων Ασωμάτων και της Ουρανοδρόμου Κλίμακος, σχηματίζεται μια στοά με τοιχογραφίες, οι οποίες παριστάνουν σκηνές από την Αποκάλυψη και είναι μεταξύ των πιο εντυπωσιακών και διάσημων τοιχογραφιών των αγιορείτικων Μονών. Μια πύλη με ανάγλυφες αναπαραστάσεις μυθικών ζώων οδηγεί στην Τράπεζα.
Στο σκευοφυλάκιο φυλάσσονται θησαυροί πολλών αιώνων, όπως μια ανάγλυφη πλάκα ελεφαντοστού με σκηνές από τη Σταύρωση, χρυσοί σταυροί, δισκοπότηρα, Ευαγγέλια, και λειτουργικό Ευαγγέλιο από το 1201, με εξώφυλλο διακοσμημένο με σμάλτο.
Στη συλλογή της βιβλιοθήκης υπάρχουν 1100 περίπου χειρόγραφα και 27 ειλητάρια. Επίσης πάνω από 5.000 παλαιότυπα και αρκετά λεξικά του 16ου αιώνα, καθώς και το εξαίρετο μικρογραφημένο χρυσόβουλο του Αλέξιου, το οποίο επικυρώνει την ίδρυση της Μονής. Μερικά από τα Ευαγγέλια έχουν εξώφυλλα φιλοτεχνημένα με θαυμάσια δεξιοτεχνία και λεπτή αντίληψη της τέχνης. Ένα απ’ αυτά είναι το Τετραευαγγέλιο του 13ου αιώνα, ντυμένο με υπέροχα ξυλόγλυπτα εξώφυλλα εξαιρετικής λεπτότητας.
Μεταξύ των ιερών κειμηλίων βρίσκεται και ένα κομμάτι από τη σιδερένια αλυσίδα που είχαν δέσει τον Απόστολο Πέτρο όταν ήταν φυλακισμένος στη Ρώμη. Στην κρύπτη του Καθολικού φυλάσσονται τα λείψανα του Νήφωνος Α’, πατριάρχη Κωνσταντινούπολης (1486-1489 και 1497-1498), ο οποίος έζησε το τελευταία χρόνια του στη Μονή του Διονυσίου χωρίς αρχικά να αναγνωριστεί. Αργότερα ανακηρύχθηκε άγιος.
Ανάμεσα στα ιερά λείψανα βρίσκεται και το δεξί χέρι του Αγίου Ιωάννη του Βαπτιστή.