Ya en tiempos de los visigodos hubo allí un cenobio dedicado a
San Sebastián, que en la época del conde Fernán González fue restaurado y ampliado. Pero algo después, hacia 1042, el
edificio sufrió otra profundísima renovación, bajo la iniciativa de un monje nacido en Cañas,
La Rioja, de nombre Domingo.
El monje pasó por San Millán y acabó impulsando la comunidad de este lugar por encargo del rey Fernando I, emprendiendo una magnífica obra
románica, de la que únicamente quedan los
claustros y la
Puerta de las
Vírgenes. Lo demás es ya obra de los siglos XVIII y XIX, básicamente neoclásica.
La fama de santidad de Domingo y su canonización generaron un notable atractivo para esta comunidad benedictina, de la que fue responsable hasta su muerte, en 1073.
El cenobio estaba deteriorado en el siglo XVIII y se emprendió una restauración en 1733, que continuó hasta inicios del XIX, con participación, entre otros, de Ventura Rodríguez. Por suerte se acabaron los fondos y no se eliminó toda la obra anterior.