En 912, García I de León, hijo de Alfonso III el Magno, hizo donación de varias iglesias a este monasterio en apoyo a la comunidad aquí establecida, a la que siguieron otras donaciones efectuadas en los años siguientes. Esto indica que ya existía, ya se menciona en 905, y se considera que era muy antiguo. En ese momento, el rey debió de reedificar o restaurar el antiguo cenobio anterior, inicialmente dedicado a Santa Eulalia y San Vicente.
En 918 Ordoño II le hizo donación de más bienes, pero en 988 fue destruido por una razia de Almanzor. Entre esta última fecha y en 1099 continuó su existencia, pero de forma muy precaria. En 1099 fue restaurado de nuevo por la infanta Urraca (hija de Fernando I de León) que le dio el monasterio de San Juan de León (intramuros de la ciudad), el de San Adriano de Baños y el de San Juan de Verbio, en Asturias, además de otros bienes y varios libros. Seguidamente, se benefició de más donaciones y privilegios, por los que gozaba de jurisdicción civil y criminal.
Además de los monasterios mencionados le pertenecían Santa María de Algadefe (donado por Alfonso VI), San Miguel de Bercedo (Asturias) y Santa María de Villafáfila (donado por Alfonso VII). El monasterio llegó al siglo XVI en un estado de profunda decadencia, las construcciones se encontraban en peligro de ruina e incluso el régimen interno de la comunidad se había relajado. Debido a esto, se optó por ponerlo bajo la autoridad de la Congregación de San Benito de Valladolid y, en 1512, el papa Julio II emitió una bula en este sentido, que el monasterio no aceptó y que no fue acatada hasta que al año siguiente el papa León X emitió una segunda bula.
A mediados del siglo XVI, el estado de decadencia era tan acusada que se optó por su traslado al Colegio de San Vicente de Salamanca, lo que encendió una ferviente oposición por parte de la comunidad y de los habitantes de los alrededores. El monarca Felipe II protegió el monasterio y detuvo el traslado. En esta época, bajo el abadiato de Diego de Lucio (1544-1553), empezaron las obras de una nueva iglesia y claustro. A finales de siglo, se terminaban las obras de este último. A partir de 1551 el establecimiento monástico pasó a ser un colegio y casa de estudios para religiosos, lo que dio cierto impulso a su precaria situación.
Sufrió los efectos de la guerra de la Independencia, cuando los monjes parecen verse obligados a abandonar el establecimiento. Exclaustrado en 1835, el monasterio fue vendido y pasó por manos diversas mientras caía en ruina. En 1931 fue declarado Monumento Histórico, pero a pesar de ello, cuando en 1946 pasó a ser propiedad de la diócesis, varios elementos arquitectónicos fueron trasladados a la ciudad de León, donde entonces se estaba construyendo la iglesia de San Juan y San Pedro de Renueva. El lugar del antiguo monasterio fue adquirido en 2010 por el Ayuntamiento de Gradefes.
El monasterio antes de la retirada de los últimos elementos arquitectónicos
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