Posiblemente, los precedentes de este monasterio estén en las celdas eremíticas implantadas en este territorio, en este sentido, es conocido el monasterio de San Mamés de Obarenes, documentado desde el año 873 y que a mediados del siglo XI pasó a manos de San Millán de la Cogolla. Fr. Gregorio de Argaiz, en su obra La Soledad Laureada, fijó la fundación de Obarenes en el año 825, bajo el reinado de Alfonso II el Casto. Durante el siglo IX se registran donaciones que podrían relacionarse con varias celdas situadas en el mismo territorio.
No está clara la relación directa entre este monasterio y el de San Mamés de Obarenes, en el año 1152 se fundó, o restauró, Santa María de Obarenes con la intervención de Alfonso VII de León y su esposa Riquilda, cabe mencionar que hay poca información de esa época debido a una inundación en el siglo XII, que destruyó el archivo. Su primer abad fue Ismario (1152-?), monje de Cluny. En el momento de la restauración, los monarcas le hicieron importantes aportaciones económicas, lo que se repitió más adelante; Lope de Mendoza en 1184 y Alfonso VIII en 1189 y 1191. El Papa Inocencio III lo sometió directamente a la Santa Sede en 1208. En 1260 le fue unido el monasterio doble de hospitalarios de Santa María de Barón (Cantabria), los miembros del cual adoptaron la regla de San Benito.
A finales del siglo XIII, el monasterio fue saqueado a raíz de un conflicto bélico, hasta ese momento había gozado de una larga época de esplendor. En 1338 el establecimiento tenía "más de 20 monjes" pero también muchos problemas económicos, en las décadas siguientes fueron disminuyendo los miembros de la comunidad y sus rentas. En 1410, Obarenes intervino en la fundación de Santa María del Espino. En 1527 fue unido a la Congregación de San Benito de Valladolid, vínculo que Roma ratificó en 1529. En 1693 se trasladó allí el colegio que los benedictinos tenían en Santa María de Obona (Asturias). Se incendió en 1781, momento en el que se perdió prácticamente todo el monasterio excepto la iglesia, fue restaurado con celeridad, entre 1781 y 1785.
Como muchos otros establecimientos, éste quedó afectado por la guerra de la Independencia y de nuevo en 1820-23. El último abad fue Manuel Alvarado (1832-1835), que murió poco después de la exclaustración que acabó con la vida monástica en este lugar. Actualmente, es de propiedad particular y se encuentra en muy mal estado de conservación, no existen restos de época románica, los más antiguos son góticos, aunque el grueso de la obra pertenece a la reconstrucción del siglo XVIII. Las dependencias monásticas se han utilizado como corral.
- ANDRÉS, Alfonso (1963-64). El monasterio de Santa María de Obarenes. Boletín de la Institución Fernán González. Institución Fernán González
- ARGAIZ, Gregorio de (1675). La soledad laureada por San Benito y sus hijos en las Iglesias de España. Vol. 6. Provincia de Asturias y Cantabria. Madrid: Zafra
- GARCÍA GUINEA, Miguel Ángel (dir.) (2002). Enciclopedia del románico en Castilla y León. Burgos. Aguilar de Campoo: Fundación Santa María la Real
- RUIZ DE LOIZAGA, Saturnino (1994). Documentos Vaticanos referentes a Miranda de Ebro y sus alrededores. Estudios Mirandeses, núm. 14
- SERRANO, Luciano (1935). El Obispado de Burgos y Castilla primitiva. Desde el siglo V al XIII. Vol. 2. Madrid: Inst. Valencia de Don Juan
- ZARAGOZA, Ernesto (1985). Abadalogio del Imperial Monasterio de Santa María de Obarenes (S. XII-XIX). Boletín de la Institución Fernán González, núm. 205
Obarenes se encunetra al oeste de Miranda de Ebro. Se accede por un desvío que parte de Encío, municipio al que pertenece