L’abbaye pris la suite d'un prieuré clunisien fondé vers la fin du XIe siècle, puis rattaché à l'ordre des Chartreux.
La communauté, ayant périclité, fut dissoute en 1128 et en 1130, Amédée III, comte de Maurienne, appela à Hostiaz quinze religieux de l'abbaye de Pontigny à qui il donna, avec les biens de l’ ancien prieuré de l'ordre de Cluny, d'importants domaines situés sur les communes actuelles d'Hostiaz, de Prémillieu et de Thézillieu ; quelques années plus tard, les moines de Saint-Sulpice, se trouvant trop à l'étroit dans les bâtiments de l'ancien prieuré d'Hostiaz, transférèrent leur abbaye à Thézillieu, dans un lieu plus salubre. L’abbaye bénéficia pendant toute la durée du Moyen Age de la protection des comtes.
L'abbé avait toute justice sur les hommes demeurant dans les limites de la fondation, c'est-à-dire dans les paroisses de Cormaranche, de Longecombe, de Tenay, d'Armix, de la Burbanche et de Virieu-le-Grand. L'abbaye de la Chassagne, en Bresse, et celle des religieuses de Bons, en Bugey, étaient filleules de Saint-Sulpice.
La renommée de l’abbaye de Saint-Sulpice dépasse très largement ses frontières : au XVIe siècle, l’un de ses abbés, Pierre de Mornieu, entretient une correspondance avec Érasme et Brillat-Savarin, le célèbre gastronome bugiste y fait une visite remarquée en 1782.
Le régime de la commende, à partir du XVIIe siècle, entraîna une rapide décadence : un haras fut installé dans l'abbaye, un dépôt de fourrage dans l'abbatiale, où les moines n'eurent plus que la jouissance d'une partie du chœur. Dès 1789, le monastère fut pillé et les bâtiments allèrent à la ruine.
Au XVIIIe siècle, le cloître n'existe plus.
La forêt a repris possession de l'abbaye, dont ne demeurent visibles que des vestiges.
Il semble qu'on puisse reconnaître
À proximité de la digue du premier étang, deux granges, la tuilerie et la verrerie, témoignent de l'activité économique du monastère. En 1790, le domaine est vendu et les bâtiments sont exploités comme carrière.
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