En aquest lloc ja hi havia una comunitat de monges depenent del monestir de las Huelgas (Burgos), quan el 1222 la reina Urraca López de Haro, vídua de Ferran II de Lleó, el va refundar, hi va ingressar com a monja i el 1224 hi va morir. Va ser un monestir amb molta vitalitat i influència.

El 1970 fou víctima d’un incendi, que el va destruir pràcticament en la seva totalitat. Les escasses restes que van quedar es van acabar de perdre amb l’abandó del lloc per les monges, que es van traslladar a Villarcayo, on encara es troben. A Villarcayo encara es conserva el sepulcre de la fundadora, entre altres peces procedents del monestir. Al Museo de Burgos també es conserven diverses obres procedents de Vileña, entre les quals el retaule, obra de Pedro López de Gamiz, del 1581.