El actual monasterio de Villamayor tiene su origen en una primitiva canónica instaurada alrededor del en 1130 y puesta bajo la advocación de San Vicente. Era una fundación particular de la que se tiene noticias dispersas, como una supuesta lápida sepulcral fechada el 1132, del abad Severino y una similar del abad Juan, del 1184. Se tiene conocimiento también de una donación a favor del monasterio efectuada por Pedro Fernández en 1139. Las cosas empezaron a cambiar en 1223, cuando los diversos patrones de monasterio vendieron sus derechos a García Fernández de Villamayor, personaje vinculado a la corte, que concentró en sus manos el dominio del monasterio.

García Fernández impulsó la creación en este lugar de un monasterio cisterciense femenino, él mismo estaba emparentado con la abadesa del monasterio de Las Huelgas. Se cree que en aquel año de 1223 comenzó la construcción de la nueva casa y en 1228 inició la nueva etapa, fecha en que también fue dotado económicamente. Aunque las casas cistercienses suelen estar bajo la advocación de la Virgen, esta conservó el recuerdo de san Vicente y el monasterio era conocido como Santa María de San Vicente de Villamayor. El fundador de la casa cisterciense, fallecido en 1241 o 1242 fue enterrado en el monasterio. Esta casa quedó vinculada al monasterio de Las Huelgas, de Burgos. En 1575 fue víctima de un incendio que afectó el coro monástico.