Volgens een legende werd dit klooster al gesticht in het jaar 534 door monniken uit het Italiaanse Monte Casino volgelingen van Benedictus van Nursia. Maar officiële documenten spreken dat tegen. Daarin wordt melding gemaakt dat in 899 Koning Alfonso III van Asturia opdracht gaf een klooster te stichten nadat het gebied was heroverd op de Moren. Het klooster werd in dat jaar wel toevertrouwd aan Benedictijner monniken en dat blijft zo tot 1835.

Het klooster krijgt bekendheid vanwege El Cid die er in werd begraven. Hij had zijn vrouw en dochter er ondergebracht toen hij in ballingschap ging.

Tot 1835 is het een Benedictijner klooster, in dat jaar worden de monniken gedwongen te vertrekken vanwege de “desamortizacion”, waarbij de kloosters werden onteigend per koninklijk decreet. In eerste instantie vielen kerken daar nog buiten, dus brachten de monniken van San Pedro hun kunstwerken in veiligheid bij kerken en musea. De gebeenten van El Cid en zijn vrouw werden ondergebracht in de kathedraal van Burgos.

Tussen 1836 en 1942 woonden er geen monniken in het klooster maar werd het gebouw onder andere gebruikt als kazerne waarbij het veel schade opliep. In 1864 slaagde de aartsbisschop van Burgos er in het klooster terug te kopen, maar het duurde enige jaren voordat een bestemming gevonden werd. Tijdens de Spaanse burgeroorlog ( 1936 – 1939) werd het onder het bewind van Franco gebruikt als concentratiekamp

Op 1 mei 1942 nemen Cisterciënzer monniken (Trappisten) hun intrek in het verlaten klooster en starten met renovatie. Het klooster krijgt in 1948 de status van abdij.

In 2016 lanceren ze hun eigen bier, de Cardeña tripel, die echter niet in de abdij wordt gebrouwen, maar met een door de monniken samengesteld recept, door de Fabrica des Cervezas Marpal in Alcocón, bij Madrid. Dat is op dat moment een kleine microbrouwer opgericht door Martinez Palacios (vandaar de naam MarPal). Vanaf 2016, het jaar waarin zij een licentie oveeenkomst sloten met het klooster voor het brouwen van Cardeña tripel is de brouwerij stevig gegroeid. Zeker nadat in 2021 de dubbel en in 2023 de quadrupel volgden. Omdat het bier niet in de abdij wordt gebrouwen is het geen officieel trappistenbier is hoewel de brouwrecepten volledig eigendom zijn van de abdij.