Fondata da monaci vallombrosani intorno all’anno 1050, viene citata per la prima volta in una bolla papale di Papa Urbano II nel 1090 e successivamente in altre bolle fino al 1115. I documenti successivi a questo anno sono purtroppo dispersi e fino alla seconda metà del 1500 non si trovano riferimenti specifici. Si pensa che tutta la vita e la struttura amministrativa della Badia sia stata abbastanza simile a quella delle vicine abbazie vallombrosane di Razzuolo, Moscheta e Crespino.
Particolarmente importante, comunque, un’altra Bolla, quella di Urbano III del 26 giugno 1185, nella quale si autorizza la sepoltura dei laici che ne facciano richiesta, previa un’offerta presso cimiteri della congregazione.
In virtù di questa autorizzazione, il 19 agosto 1302, pochi giorni prima della sua morte, Maghinardo Pagani da Susinana, signore di Imola, di Faenza e di tutta la valle chiede di essere sepolto in abito vallombrosano presso l’abbazia di Riocesare, con un cospicuo lascito di beni mobili ed immobili. Secondo quanto affermato da alcuni storici ai quali si è ispirata la tradizione popolare, questa tomba sarebbe presso l’andito degli appartamenti della chiesa, o meglio presso una porta del monastero, ora chiusa, che immette in tale andito. Di fatto la tomba non è stata trovata né è stato trovato il cimitero dei monaci, il che autorizza a pensare che le sepolture avvenissero in realtà fuori delle mura abbaziali. In via ipotetica anche nella vicina località denominata La Tomba, sulla quale insiste oggi un piccolo cimitero. Grazie ai lasciti di Maghinardo, la Badia prosperò anche economicamente almeno fino alla fine del 1300.
Segue poi un periodo di crisi economica che porta intorno al 1450 alla riduzione della Badia a Commenda, cioè fu sottratta all’amministrazione degli abati ed affidata alle cure di persone esterne e passò sotto il controllo della Badia di Razzuolo. Agli inizi del 1600 la Badia, grazie ad alcune donazioni e ad acquisti accurati, riesce a risollevarsi economicamente e vengono intrapresi molti lavori di manutenzione e di miglioramento. La Badia riuscì ad evitare di essere inclusa nel decreto del granduca Leopoldo del 1780 che ridimensionava e sopprimeva alcuni monasteri. Nel 1808 però il governo napoleonico soppresse anche Susinana. I beni passarono alle Domenicane di Marradi, la Badia fu trasformata in parrocchia e il monastero fu trasformato in abitazione privata.
Seguì un periodo di degrado fin quasi all’anno 2000, quando la chiesa è stata recuperata e ristrutturata completamente dal lavoro volontario del gruppo alpini di Palazzuolo che l’hanno resa di nuovo fruibile e hanno permesso il ritorno, fino a qualche tempo fa, di alcuni religiosi.