Tradicionalmente, se ha relacionado el origen de este monasterio de San Vicente con la misma fundación de la ciudad. Según esta tradición, hacia el 761, en este lugar se estableció una comunidad monástica que, veinte años más tarde, habría instituido un pacto monástico formalizado en un documento conocido por copias posteriores de fiabilidad relativa. Estas dudas se hacen más evidentes si tenemos en cuenta que no es hasta el 969 cuando se empiezan a encontrar documentos que hacen referencia a este monasterio y a su comunidad.
El establecimiento habría convivido con la canónica catedralicia de San Salvador de Oviedo, físicamente muy cercanos el uno del otro. En una primera época, los monjes de San Vicente, también conocido con el sobrenombre de Antealtares, se encargaban también del culto de San Salvador. Durante la segunda mitad del siglo X, el monasterio, ya independizado de la catedral, experimentó un notable desarrollo, con su situación económica resuelta gracias a las donaciones a su favor, provenientes de la monarquía, la nobleza y también de propietarios más modestos. Se sabe que desde mediados del siglo XI la comunidad seguía la regla de San Benito.
Este período de prosperidad se alargó hasta mediados del siglo XIV, cuando tanto el monasterio como los numerosos prioratos que dependían de él entraron en un período de decadencia que se prolongó hasta comienzos del siglo XVI. En 1515, el monasterio se vinculó a la Congregación de San Benito de Valladolid, dejando de tener abades comendatarios, los cuales no habían ayudado a su desarrollo ni espiritual ni económico. Con la nueva situación, se emprendió la reforma de sus edificios, a la vez que se instauró un prestigioso colegio entre sus muros. Entre los años 1589 y 1592, el historiador Antonio de Yepes (c. 1552-1618) fue abad de este monasterio.
La iglesia se reconstruyó en el siglo XVI y el antiguo claustro románico fue sustituido por una nueva construcción a partir de ese siglo. Las obras de ampliación y mejora del monasterio se prolongaron durante los siglos XVII y XVIII. En 1709, llegó allí el benedictino Jerónimo Feijoo como profesor de teología; también ocupó el cargo de abad y falleció en ese lugar en 1764. En el siglo XIX, con la desamortización, terminó la vida conventual, la iglesia adquirió el carácter de parroquial y ahora tiene la advocación de Santa María la Real de la Corte. Parte de las dependencias conventuales pasaron a manos públicas y, en 1952, se inauguró el Museo Arqueológico Provincial.
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