A Santa Monica Studiót 1999-ben Allan Becker, a Sony régóta dolgozó alkalmazottja alapította, aki “ki akart törni a Sony Computer Entertainment Foster City-i csoportjából”. A stúdiót a fejlesztő Naughty Dog melletti irodában alapították, mielőtt a kaliforniai Santa Monica külvárosában lévő téglaépületbe költöztek. A Penn Stationben lévő épületet tizenöt évig foglalták el. Első játékához, a Kinetica című versenyjátékhoz a Santa Monica Studio úgy döntött, hogy kihagyja a PlayStation konzolt, és helyette a játékot a konzol akkor készülő utódjára, a PlayStation 2-re készítette. Egy játékmotort fejlesztettek ki, “hogy némi lábat adjanak” a Kinetica és a későbbi kiadások számára. Miközben a játék fejlesztése a stúdió csapatépítési fázisában zajlott, Shannon Studstill producer arra összpontosított, hogy a játék megjelenésével bebizonyítsa a Sony számára, hogy a Santa Monica Studio képes egy terméket határidőre és a költségvetésen belül leszállítani. A Kinetica időben, 2001-ben jelent meg, a stúdió pedig az előirányzott költségvetés alatt maradt. A megjelenés után a Santa Monica Studio áttért a következő projektjére, a God of Warra, miközben újra felhasználta a Kinetica motorját.
A Santa Monica-i irodákon belül a Santa Monica Studio üzleti inkubátorként működött indie játékstúdiók számára, nevezetesen a Thatgamecompany és annak Journey című játéka számára, amelynek társfejlesztője a Santa Monica Studio volt. További inkubált csapatok: Broodworks, Eat Sleep Play, Fun Bits, Giant Sparrow, Incognito Entertainment, Q-Games és Ready at Dawn. Becker 2011-ben hagyta el a Santa Monica Studiót. 2012 márciusára Becker a Sony japán stúdiójához csatlakozott, míg Shannon a Santa Monica Studio “Senior Director of Product Development” lett. 2014 januárjában a Santa Monica Studio bejelentette, hogy a Penn Station-i irodákból a The Reserve nevű, 20 hektáros létesítménybe költözik a Jefferson Boulevardon, Playa Vistában, Los Angelesben. A 30 000 négyzetláb (2800 m2) irodaterület Studstill szerint “négy-ötször akkora” volt, mint a korábbi Santa Monica-i irodájuk. Abban az időben a stúdió nagyjából 240 embert foglalkoztatott. Még abban az évben februárban meg nem nevezett számú alkalmazottat elbocsátottak egy új szellemi termék törlése miatt, köztük Stig Asmussent, aki a törölt projektet vezette. A stúdió áthelyezése 2014. július 22-én fejeződött be, egy új logóval párosulva, amelyet SMS “Vanguard”-nak neveztek el.
2020 márciusában Studstill elhagyta a Santa Monica Studiót, hogy egy új fejlesztőstúdiót vezessen a Stadia alatt. Ezt követően a Santa Monica Studio régi alkalmazottját és korábbi termékfejlesztési igazgatóját, Yumi Yangot nevezték ki a fejlesztő stúdió vezetőjének.