Aunque hay fuentes que sitúan en este lugar la fundación de un establecimiento vinculado a la abadía francesa de Cluny ya en el año 1070, no es hasta el 1120 cuando la reina Urraca de León (1081-1126) entrega la iglesia de San Nicolás de Burbia a aquella abadía con el fin de fundar un monasterio. Posiblemente llegaron monjes franceses para hacer efectiva la iniciativa entre el 1120 y el 1126, el primer prior, Galdricum, se encuentra mencionado en 1131. La casa estaba gobernada desde Cluny, quien nombraba los priores que la debían regir.

Un enfrentamiento entre Cluny y el obispado de Astorga con motivo de los derechos sobre el establecimiento acabó con una bula papal que reconocía los derechos de la casa francesa a la vez que obligaba al pago de un impuesto al obispado. Para evitar más litigios, el 1189 el papa Clemente III emitió una bula prohibiendo la construcción de ningún asentamiento monástico dentro de los límites del priorato de Villafranca, lo que no se pudo evitar, produciéndose en el futuro nuevas desavenencias. A mediados del siglo XIII el lugar se encontraba en decadencia, estado de cosas que se prolongó en el tiempo, encontrándose en el siglo XIV en ruina física, tanto la iglesia como las otras dependencias, relajación de las costumbres y pérdida de los bienes.

Debido al lamentable estado del priorato, el papa Clemente VII lo suprimió en 1529 convirtiéndolo en colegiata secular dependiente del obispado de Astorga. Los marqueses de Villafranca, Pedro de Toledo (1484-1553) y su esposa María Osorio y Pimentel (1495? -1539) edificaron en 1532 una nueva iglesia colegiata, categoría que mantendrá hasta finales del siglo XIX, cuando se convirtió en parroquia.