Onufrijaus bazilijonų vienuolyną Dobromiloje 1613 m. įkūrė šių vietų savininkas Jonas Feliksas Herburtas, kurio pilis buvo netoliese. Pirmieji šio vienuolyno vienuoliai buvo kun. Anastasijus ir kun. Iol. Čia jie pastatė nedidelę bažnytėlę, kuri stovėjo daugiau nei du šimtus metų, tačiau 1818 m. per stiprią audrą ji buvo sugriauta. 1723 m. pastatyta mūrinė Šv. Onufry bažnyčia, 1731 m. prie bažnyčios iškilo dviejų aukštų vienuolyno pastatas, o 175 m. – varpinė. Onufrijaus vienuolyne naujokai išgyveno „bandomąjį laikotarpį“, kol buvo „paimti tonzūromis“, t.y. tapti vienuoliais ir eiti į kitus vienuolynus. 1886–1905 metais vienuolyne buvo saugomos šventojo kankinio Pasivo relikvijos, kurias čia atsiuntė popiežiaus Leonas XIII. Tais metais vienuolynas buvo daugelio bazilijonų piligrimystės vieta.

Būtent Dobromilskio šventojo Onufrijaus vienuolyne 1888 metais savo dvasinį kelią pradėjo Romanas Šeptytskis, būsimasis Jo Eminencija Andrejus, Galicijos metropolitas.
1905 m., lenkų okupacijos laikotarpiu, bazilijonai buvo priversti palikti vienuolyną. Per Pirmąjį pasaulinį karą vienuolynas smarkiai nukentėjo. Vienuolynas pradėtas restauruoti 1928 m. Vienuolynas veikė po Vakarų Ukrainos prijungimo prie SSRS ir vokiečių okupacijos laikotarpiu. Pasibaigus Antrajam pasauliniam karui, 1945 m. vasarą, vienuolynas buvo uždarytas. Vienuolius suėmė NKVD ir išsiuntė į lagerius. 1950 m. vienuolyne buvo įkurtas psichoneurologinis internatas moterims. Iki šiol šalia vienuolyno yra apleistos kapinės, kuriose buvo laidojami internato pacientai. Netoli jo yra senosios vienuolyno kapinės.

1992 metais vienuolyno patalpos buvo grąžintos jų savininkams – Ukrainos graikų katalikų bažnyčiai. Nuo tos akimirkos gyvenimas vienuolyne atsinaujino. Restauravimo darbai pradėti ir tebevyksta.