Sulusaray tarihte büyük bir kent olan Sebastapolis’e ev sahipliği yapmış, bölgenin üzerine yerleşmiş bir ilçedir. Sulusaray ilçe merkezinde yer alan Antik kent tarihi ilk Tunç Çağında başlayan büyük bir höyük üzerine kurulmuştur. Bugün üzerinde ilçe evlerinin bulunduğu höyükte yapılan çalışmalarda elde edilen buluntular, höyüğün Erken Tunç (M.Ö. III. binyıl), Hitit (M.Ö. II. binyıl) ve Frig (M.Ö. I. binyılın ilk yarısı) dönemlerinde iskan edildiğini ortaya koymuştur. Höyüğün eteklerinde, kuzeydoğusunda ve güneyinde yer alan antik kentin ise; Hellenistik, Roma ve Bizans dönemlerinde yerleşildiği tespit edilmiştir. Roma İmparatoru Traianus zamanında ( M.S. 98 – 117 ) Pontus Galaticus ‘la, Polemoniacus Eyaletlerinden ayrılarak Kapadokia eyaletine dâhil edilmiştir. Bu konuya ilişkin kitabe Kapadokia Valisi Arrian adına şehrin ileri gelenleri ve halkı tarafından dikilmiştir. Sebastapolis kelime olarak Latincedir. ( Sebasto; büyük, ulu, azametli, polis; şehir ) “ Büyük azametli şehir “ denmektedir. Bazı kaynaklarda Herakleopolis olarak geçmektedir. Heraklaopolis, Herakles Kenti anlamına gelmektedir. Herakles Yunan ve Roma Mitolojisinde gücü kuvveti simgeleyen yarı tanrı bir varlıktır. Bu adı ile de Sebastapolis ile aynı manayı taşımaktadır. Sulusaray’da bulunan bu antik kentin, Sebastopolis adını almadan önce Karana adını taşıdığını Strabon’dan öğrenmekteyiz. Karana, Ateporix adlı yerel bir Galat beyinin başkenti durumunda iken, Ateporix’in ölümünden sonra bu küçük eyalet, Roma İmparatorluğu’na dahil olur ve Pontus Galaticus Eyaleti’ne bağlanır. Bu bağlamda, şehrin tarihi M.Ö. 3 Ekim’inden itibaren başlamaktadır.
Sebastopolis, M.Ö. 3-2 yıllarında yeni takvim kullanma ayrıcalığı ve kentlerine imparator Augustus adını verme hakkı tanınmış olan önemli bir merkezdir. Sebastopolis, Traianus zamanında sikke basmaya başlamıştır. Bu bağlamda, söz konusu kent, İmparatorluk devrinde Traianus’dan Gallienus’a kadar darp yapmıştır. Pontus Galaticus Eyaletini Kappadokia topraklarına katan Traianus, Anadolu’da Sebastopolis’i Romalılaştırma merkezi yapmak istemiştir.
Roma Dönemi’nde zengin ve mamur bir kent olarak karşımıza çıkan Sebastopolis, Roma imparatorları tarafından ziyaret edilmiş ve burada imparatorlar onuruna gymnasium, stoa gibi yapılar inşa edilmiştir. İmparator Hadrianus iki büyük seyahat programıyla M.S. 121-133 yılları arasında Roma İmparatorluğu'nu baştan başa dolaşmıştır. İlk seyahati M.S. 121-125 yılları arasında beş yıl, ikinci seyahati ise, M.S. 128-133 yılları arasında altı yıl sürmüştür. Hadrianus’un ikinci büyük gezisinde Doğu Anadolu’yu kat ederek Karadeniz’e ulaştığı ve Pontus kentlerini ziyareti ettiği bilinmektedir. Bu ziyaret kapsamında, imparatorun Sebastopolis’e de uğradığı burada ele geçen yazıtlardan anlaşılmaktadır. Yine bu yazıtlardan, Hadrianus’tan itibaren Sebastopolis’te imparatorlar için kültler ve oyunlar düzenlendiği bilinmektedir. Hatta Sebastopolis Senatosu ve halkı, Atina’ya iki elçi vasıtasıyla I. Olimpiyatlarda Olimpia yakınlarında bir yere dikilmek üzere Hadrianus heykeli göndermiştir. Heykel, Hadrianus’un M.S. 131’deki Sebastopolis’i ziyaretinden sonra M.S. 132’de kutlanan olimpiyatlar sırasında dikilmiş olmalıdır. Sebastopolis, Hadrianus Dönemi’nde yapılan bir gymnasium, tapınak, etrafında dükkan ve atölyelerin olduğu bir stoa, bir giriş kapısı, gladyatör ve hayvan dövüşlerinin yapıldığı bir stadium gibi yeni yapılar ile gelişimini devam ettirmekle beraber, asıl önemini Flaviuslar zamanında yapılan yol şebekesi inşasıyla kazanmıştır. Önemli yollar kavşağında yer alan Sebastopolis, Galataia’yı Kappadokia’ya oradan da Pontus ve Ermenia’ya bağlayan yollar üzerindedir. Bu önemli yol kavşağında M.S. 3. yy. sonu ile M.S. 4. yy. başlarına tarihlenen mil taşları ele geçmiştir. Bu mil taşları, Septimius Severus Dönemi’nden I. Constantinus Dönemi sonuna kadar uzanmaktadır (M.S. 193–337). Bizans Dönemi’nde bir piskoposun ikametgâhı durumunda olan Sebastopolis’te, Erken Hıristiyanlık Dönemi’ne ait Asya’nın en büyük kiliselerinden birisi inşa edilmiştir.
Bizans Dönemi’nde yoğun bir iskanın olduğu kent, Sasani ve Arap saldırılarına uğramıştır. Bölge İstanbul’un fethine girişen Arapların saldırısına da maruz kalmıştır. Malazgirt Zaferi’nden sonra Türk egemenliğine geçen kent, zamanla eski önemini yitirmiş ve küçük bir Türk köyü olarak anılmıştır. Sırasıyla Danişment, Selçuklu ve Osmanlı hâkimiyeti altına giren kent, yakınındaki sıcak su kaynaklarından dolayı Sulusaray adını almış, 19. yüzyılda Çerkez muhacirlerin yerleştiği bir köy haline gelmiş ve 20 Mayıs 1990 tarihinde ise ilçe olmuştur. 1987 yılında Tokat Müze Müdürlüğünce yapılan kurtarma ve sondaj kazıları sonucunda elde edilen verilerle, daha önce ortaya çıkmış bulunan mimari parçalar değerlendirildiğinde kentin, Helenistik, Roma ve Bizans Dönemlerinde önemli bir yerleşim alanı olduğu anlaşılmaktadır… Sebastopolis antik kentinde ilk olarak 1987 yılında kazı çalışmaları başladı. Küçük bir bölümün kazısı yapılan antik kentte çalışmalar 1991 yılında sonlandırıldı. İlk kazılardan sonra, İngiltere Veliaht Prensi Charles 1992 yılında gayri resmî olarak Sebastopolis'i ziyaret etmişti. 19 yıl aradan sonra Ağustos 2010 yılında tekrar başlayan kazı çalışmalarında önemli bulgular elde edildi. Fransız Anadolu Araştırmaları Enstitüsü, İstanbul Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi'nin işbirliği ile Dr. Markus Kohl'un başkanlığında yürütülen kazı çalışmalarında bir ibadethane ve bir hamam açığa çıkartıldı, ilk incelemelerde ise Sebastopolis'in Efes antik kenti kadar büyük olduğu anlaşıldı. Kazılarda elde edilen tabletlerde kentin en büyük tanrısının Heracles olduğu, 7 metre yüksekliğindeki surlardan oluşan yaklaşık 30 dönümlük bir alanı kapsadığı öğrenildi. Timur Anadolu’ya geldiğinde kendisine karşı konulması üzerine şehri yakıp yıkmıştır. Bu harabeler üzerine kurulan Sulusaray adını saray harabeleri arasından kaynayan kükürtlü sudan almıştır. Sulusaray Tokat İli merkezine 69 km uzaklıkta, 20 Mayıs 1990 yılında yeni ilçe olmuş bir yerleşim merkezidir. İlçe merkezi etrafı dağlarla çevrili bir ova özerinde, çekerek ırmağı kenarında kurulmuştur.