Изначально остров в летнее время использовался как пастбище для монастырских коров и лошадей. Однако в 1558 году, при игумене Филиппе, здесь был поставлен "коровий двор", а в XVIII веке появились и сенокосы.
В 1829 году из монастыря на остров была перенесена старая деревянная кладбищенская Онуфриевская церковь и после перестройки освящена как часовня во имя священномученика Власия, считающегося покровителем домашнего скота.
В 1839 году была построена валунная скотопойня с баней. В 1859-1866 годах выла построена валунная дамба, которая соединила Большой Соловецкий остров с Большой Муксалмой и позволила независимо от погоды перегонять скот и перевозить необходимые материалы.
В 1876 году на средства, пожертвованные купцом М. И. Шапошниковым, была возведена каменная церковь во имя преподобного Сергия Радонежского, по проекту архангельского архитектора П. В. Кармина. С появлением храма в 1900 году на Муксалме был официально учрежден скит имени того же святого. К началу XX века были построены два келейных корпуса, а также птичник. Начиная с этого времени остров стал всё чаще посещаться паломниками и желающими ознакомиться с отлично организованным хозяйством скита.
В 1920-1930 годы на Муксалме была одна из лагерных командировок, затем – аэродром и подсобное хозяйство Учебного отряда Северного флота. С конца 1950-х годов постройки скита не использовались и сейчас находятся в полуразрушенном состоянии.
Осенью 2003 года возобновлена монашеская жизнь в Сергиевом скиту на острове Большая Муксалма. Реставрационные работы начались в 2010 году, после того как патриарх Кирилл благословил восстановление Сергиевского скита "как места молитвы и хозяйственных послушаний".