La abadía fue fundada por San Martiño de Dumio en el siglo VI, en plena etapa visigótica. Dos siglos más tarde acogía a los monjes huidos de Andalucía ante la invasión musulmana, pasando a convertirse en uno de los centros culturales y políticos de mayor relieve.
La iglesia abacial, barroca, fue construida entre 1734 y 1748. Tiene planta de cruz latina y tres naves. El interior es luminoso y solemne. La bóveda está iluminada por ocho óculos. El retablo mayor también es clasicista y tiene una imagen del patrón del monasterio, San Julián. La sacristía, de finales del siglo XVIII, tiene una bóveda de planta octogonal. Dispone de dos claustros: El Claustro Grande fue construido entre 1685 y 1689 y tiene 3000 m², por lo que es el mayor de España. El estilo es una combinación austera y sencilla de clasicismo y herrerianismo. El Claustro Pequeño fue construido entre 1539 y 1582, imita el estilo gótico y cuenta con curiosos motivos de decoración. El centro del claustro lo ocupa la fuente barroca de las Nereidas, de comienzos del siglo XVIII.