Santa María de Cambre habría sido fundado durante la segunda mitad del siglo IX. En ese momento se trataba de un monasterio de carácter particular, gobernado por miembros de la misma familia. En 932 fue entregado a San Paio de Antealtares (entonces bajo la advocación de San Pedro). En aquella donación participaron, entre otros, san Rosendo de Celanova (907-977) y Ramiro II (c. 900-951).
En 1141, Antealtares cedió Cambre a Sancha González, miembro de la influyente familia Traba. En esa época se reconstruyó la iglesia, ya que la anterior no reunía las condiciones adecuadas. Tal y como se había pactado, a la muerte de Sancha, el monasterio de Cambre regresó a Antealtares en calidad de priorato. En 1190 ya se tiene noticia del primer prior conocido. Sin embargo, la relación y los intercambios entre los Traba y aquel monasterio continuaron hasta que, en 1495, Antealtares se incorporó a San Martiño Pinario.
En 1589, el priorato sufrió un saqueo pirata, como consecuencia del cual se incendió y quedó en una situación precaria. San Martiño Pinario se encargó de su reconstrucción, lo que permitió mantenerlo hasta el siglo XIX. En esta última época, sufrió los efectos de la guerra de la Independencia, se recuperó, pero en 1835 fue suprimido a raíz de la desamortización. A mediados del siglo XIX el monasterio había desaparecido, pero afortunadamente, la iglesia se conservó y recuperó el culto, manteniendo las funciones parroquiales. A mediados del siglo XX se llevó a cabo una restauración.
Del monasterio sólo se conserva la iglesia, un edificio de tres naves, con transepto. La cabecera está formada por un cuerpo central que coincide con la nave principal, por una girola que lo rodea, continuadora de las naves laterales y por cinco absidiolos radiales. Tratándose de la reconstrucción de una iglesia anterior, la obra se hizo en varias fases, la parte más antigua corresponde a las naves y después se completaría por la cabecera y otros elementos, como por ejemplo las portadas. Todo ello se habría levantado entre el siglo XII y principios de XIII.
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