Una prima abbazia benedettina fu fondata nel 996 da san Domenico di Sora: di essa restano alcuni ruderi a poca distanza dall'odierno complesso.
L'abbazia attuale fu costruita nel 1204 nei pressi della precedente, ma in un sito più accessibile, per volere di papa Innocenzo III dei conti di Segni e fu assegnata ai Certosini. La chiesa abbaziale di San Bartolomeo fu consacrata nel 1211. Il nome Trisulti deriva dal latino tres saltibus che è il nome con cui veniva chiamato un castello del XII secolo gestito dai Colonna e che dominava i tre valichi (i "salti") che immettevano rispettivamente verso l'Abruzzo, verso Roma e verso la Ciociaria. Tale castello è andato distrutto, ne rimangono alcune rovine.
In seguito il nome si estese a tutta la zona situata su tre appendici (tres saltibus) del monte Rotonaria. Il complesso nel corso dei secoli è stato ampliato e modificato più volte, e si presenta attualmente con forme essenzialmente barocche.
Nel 1947 è passato alla Congregazione dei Cistercensi di Casamari. Per entrare nella certosa, racchiusa da mura, bisogna varcare il grande portale sormontato da un busto di San Bartolomeo, opera di Jacopo Lo Duca, allievo di Michelangelo Buonarroti. Sopra di esso si apre una caditoia che rievoca lotte di altri tempi. Nel piazzale principale si trovano l'antica foresteria romanico-gotica detta "palazzo di Innocenzo III", che si caratterizza per il portico e la terrazza e che ospita un'antica biblioteca (36.000 volumi), e la chiesa di San Bartolomeo.
La chiesa è dedicata alla Vergine Assunta, a san Bartolomeo e al fondatore dei certosini san Bruno ed è stata più volte rimaneggiata, cosicché all'originaria struttura gotica si è sovrapposto un impianto decorativo barocco; la facciata è del 1798 ed è stata realizzata dall'architetto Paolo Posi. L'interno è suddiviso da un'iconostasi in due parti: quella dei conversi e quella dei padri, conformemente alla tradizione certosina.
Alla base dell'iconostasi trovano posto i resti di due martiri cristiani, in seguito vestiti da cavalieri. Notevoli i due cori lignei: uno, del 1564, è opera del certosino Mastro Iacobo, mentre l'altro è stato realizzato nel 1688 per opera del certosino frate Stefano.
Nella chiesa sono conservate pregevoli opere pittoriche di Filippo Balbi, tra cui un dipinto sulla strage degli innocenti. Gli affreschi della volta, raffiguranti una Gloria del Paradiso, sono stati realizzati da Giuseppe Caci nel 1683; sua è anche la pala d'altare che raffigura una Madonna in trono con il Bambino e i santi Bartolomeo e Bruno, quest'ultimo fondatore dell'ordine certosino. L'antica farmacia del monastero, del XVIII secolo, è costituita da vari ambienti su due livelli; è decorata con realistici trompe-l'œil di ispirazione pompeiana e presenta mobili settecenteschi di Jean Koefler. Segue lo stile pompeiano in voga sul finire del Settecento anche la decorazione della volta a crociera della sala principale, realizzata da Giacomo Manco. Il salotto d'attesa è detto salottino del Balbi: anch'esso è stato decorato — in maniera molto originale — dal pittore napoletano; il dipinto che ritrae frate Benedetto Ricciardi, all'epoca direttore della farmacia, si distingue per l'elevato realismo e la complessa costruzione prospettica. Nella farmacia si possono vedere i vasi in cui erano conservate le erbe medicamentose e i veleni estratti dai serpenti. Il complesso è stato dichiarato Monumento Nazionale dello Stato Italiano nel 1873.
La chiesa è purtroppo danneggiata da infiltrazioni, così come l'antica farmacia. La certosa necessita di urgenti interventi di restauro soprattutto alle coperture del complesso.