La fundació de la canònica augustiniana de Santa Maria de Vilabertran fou obra de Pere Rigald, sacerdot encarregat de l'antiga església, que vers el 1060 hi havia reunit alguns clergues que hi vivien en comunitat. La casa monàstica ja de bon principi degué estar subjecta a la regla de sant Agustí.

Aviat els antics edificis devien ser insuficients i el 1080 l'abat Rigald començà les obres d'una nova basílica, que fou consagrada vint anys més tard, el 1100. Molt aviat el cenobi adquirí prestigi i, a la mort del fundador, aquest fou venerat com a sant. El 29 d’octubre de 1295 es va celebrar a Santa Maria l'enllaç entre el rei Jaume II d’Aragó i Blanca de Nàpols, la seva segona esposa.

El 1410 va arribar al monestir un nou abat, Antoni Girgos, el qual es va encarregar de fortificar el monestir, a causa de la inestabilitat que sofria la zona en aquesta època, assotada pels continus atacs de pirates. També va manar construir la torre del rellotge i el palau abacial.

A partir d'aquí la comunitat s'anà enriquint amb donacions molt diverses i la seva vida es desenvolupà amb força regularitat fins que el 1592 la canònica fou secularitzada i es convertí en una col·legiata regida per un arxiprest amb onze canonges.

El 1794 els francesos saquejaren l'abadia i s'inicià la devallada: es perdé l'arxiu i la biblioteca i les tombes de l'església foren destruïdes. La col·legiata subsistí fins al 1835, que passà a simple parròquia.

L'església de Santa Maria és l'element més destacat del conjunt monacal. Es creu que no va ser acabada fins després de la seva consagració el 1100. És de base quadrangular, dividida per dues fileres de columnes que parteixen l'espai en tres naus diferents. La nau principal està coberta amb una volta de canó. Està reforçada per quatre arcs recolzats en pilars.

El claustre es va construir al segle XII. És senzill i auster i les seves galeries són bastant desiguals. Estan cobertes per una volta de mig arc i angles sostinguts per arcs diagonals. Els capitells de les columnes estan decorats amb dibuixos de fulles llises. Al voltant del claustre es distribueixen les diferents dependències de l'antic convent. La sala capitular i les altres dependències es conserven, però amb moltes modificacions després d’haver passat per mans de particulars.

El campanar es va construir entre els segles XII i XIII. Està compost per tres galeries decorades en estil llombard. La façana és totalment llisa; no presenta cap ornament. A la dreta de la torre es poden veure encara les restes d'un campanar que mai no va arribar a completar-se.

El palau abacial fou construït a principis del segle XV i és un dels millors exemples de l’arquitectura d'aquesta època.