Keimzelle der Stadt Savonlinna ist die Burg Olavinlinna. Diese wurde 1475 von den Schweden zur Sicherung der zwischen Schweden und Russland umstrittenen Region Savo erbaut. Um die Burg herum bildete sich eine Siedlung, die 1639 die Stadtrechte erhielt. Der Name "Savonlinna" („Savo-Burg“) verweist auf die Burg Olavinlinna, ebenso wie der schwedische Name "Nyslott" („neues Schloss“). Im Großen Nordischen Krieg nahmen die Russen 1714 die Burg Olavinlinna ein, traten sie 1721 im Frieden von Nystad aber wieder ab. Im Frieden von Åbo, der 1743 den Krieg der Hüte beendete, fiel Savonlinna aber schließlich an Russland. Savonlinna blieb weiter umkämpft und wurde 1788 erfolglos von den Schweden belagert. Erst als auch der Rest Finnlands 1809 als Ergebnis des Vertrags von Fredrishamn an Russland fiel, verlor die Burg Olavinlinna ihre militärische Bedeutung. 1812 kam Savonlinna als Teil des sogenannten Altfinnland an das neugegründete Großfürstentum Finnland. Ab der Mitte des 19. Jahrhunderts wuchs Savonlinna durch den Bau des Saimaa-Kanals im Jahr 1856. Die Anbindung an das Eisenbahnnetz 1907 brachte einen wirtschaftlichen Aufschwung. Mit der finnischen Unabhängigkeitserklärung von 1917 wurde auch Savonlinna Teil der unabhängigen Republik Finnland.