Orígenes y época medieval
No se conserva acta de fundación del monasterio, pero los indicios apuntan a un núcleo de ermitaños que adoptó la Regla de san Benito hacia finales del siglo X. Una tradición recuerda a don Sancho como primer abad hacia el año 990. El abad Nuño aparece en 1035 en una compra de viña recogida en el Libro Becerro, y los documentos del siglo XI muestran un monasterio ya próspero, favorecido por los reyes de Navarra y de Castilla.
El rey Alfonso VI le concedió en 1092 la iglesia de Santa María de Villanueva y derechos de pastos en las localidades vecinas. Valvanera construyó su riqueza sobre la ganadería lanar y llegó a poseer iglesias filiales en distintos lugares de La Rioja.
La iglesia del monasterio se reconstruyó varias veces:
- El obispo Fortunio consagró un templo en 1073.
- Un incendio lo dañó gravemente en 1111.
- El obispo Rodrigo de Cascante dedicó el nuevo templo el 16 de septiembre de 1183.
- Otro incendio destruyó casi todo el conjunto en 1413, salvo la capilla mayor.
Sobre las ruinas, y con el impulso de la casa de los Manrique de Lara, se levantó entre los siglos XV y XVI la iglesia gótica que hoy se conserva, con la torre románica del edificio anterior.
Esplendor de los siglos modernos
Valvanera atrajo peregrinos ilustres. Según la tradición, acudieron santo Domingo de la Calzada y el poeta Gonzalo de Berceo, y en 1483 visitó el santuario la reina Isabel la Católica. Los monarcas de la Casa de Austria mantuvieron esa devoción, y Felipe II tuvo como confesor a un monje de la casa.
En el siglo XVI el monasterio se incorporó a la reforma de la Congregación de Valladolid. Durante los siglos XVII y XVIII el cenobio se embelleció con el camarín de la Virgen (1630), situado tras el altar mayor, con nuevas hospederías y con la ermita neoclásica del Santo Cristo (1782). Entretanto, las cofradías de riojanos establecidas en las ciudades españolas y en América multiplicaron la devoción.
Ruina y restauración en el siglo XIX
El siglo XIX trajo la mayor prueba de la historia del santuario. En 1809 las tropas francesas incendiaron el monasterio y dispersaron a la comunidad. La desamortización de Mendizábal acabó con la vida monástica en 1835, y en diciembre de 1839 los vecinos de Brieva de Cameros trasladaron la imagen a su parroquia para preservarla.
La restauración nació de la devoción popular. El agustino Toribio Minguella, el futuro obispo José María García Escudero y otros eclesiásticos riojanos promovieron el regreso de los monjes. En septiembre de 1883 unos siete mil romeros se reunieron en Valvanera y reclamaron la vuelta de la Virgen. El 27 de octubre de 1883 llegaron monjes benedictinos de Montserrat, y el 22 de diciembre de 1885 la imagen regresó en triunfo a su santuario. El monasterio recuperó después el rango de abadía en 1914.
El siglo XX y la actualidad
Entre 1949 y 1965 una amplia reconstrucción, financiada por el Patronato Pro-Valvanera, levantó de nuevo gran parte de las dependencias monásticas, y los benedictinos mantuvieron de forma continua la vida monástica en el valle.
En 2018 la comunidad benedictina dejó el monasterio por falta de vocaciones. Los monjes del Instituto del Verbo Encarnado asumieron entonces la custodia del santuario. El 14 de julio de 2020 la Orden de San Benito cedió el monasterio a la diócesis de Calahorra y La Calzada-Logroño, que mantiene a los religiosos del Verbo Encarnado al frente de la atención espiritual del lugar. Valvanera continúa así como centro de oración, hospedería y peregrinación.