L'abbazia di Fruttuaria fu fondata da Guglielmo da Volpiano: la posa della prima pietra dell'abbazia avvenne il 23 febbraio 1003 con la consacrazione del vescovo d'Ivrea, Ottobiano ed alla presenza di Arduino marchese d'Ivrea e re d'Italia e della moglie Berta.
L'abbazia, completata nel 1006-1007, seguiva la regola benedettina riformata di Cluny e solo nel 1027 verrà posta sotto il controllo diretto di Roma.
Il periodo di massimo splendore di Fruttuaria si colloca nei secoli XII e XIII: l'abbazia possiede 85 chiese in Italia ed altre in Francia ed Austria e nel monastero sono vivono fino a 1200 monaci.
Il declino inizia nel XIV secolo e giunge al suo culmine nel 1477 quando i monaci perdono il privilegio di nominare l'abate che viene sostitutito da un Abate Commendatario (che non risiede nell'abbazia) di nomina papale: da quel momento Fruttuaria viene diretta da un Vicario. Nel 1585 Papa Sisto V decreta la soppressione del monastero sostituito da una Collegiata di preti secolari. Nel 1710 Vittorio Amedeo II, Duca di Savoia, occupa militarmente le "terre abbaziali", occupazione che termina nel 1741 con rinuncia papale al controllo su quelle terre.
Nel 1749 diviene abate Commedatario Carlo Vittorio Amedeo delle Lanze che nel 1770 fa abbattere ciò che rimane della chiesa e del monastero romanici per edificare una nuova chiesa, risparmiando esclusivamente il campanile.
La nuova costruzione (progettata dagli architetti Vittone e Quarini) è in uno stile a cavallo tra il barocco ed il neoclassico e ricorda nella struttura interna Basilica di San Pietro in Vaticano.
Nel 1979, durante i lavori di posa dell'impianto di riscaldamento, viene alla luce un pregevole mosaico risalente al 1066 raffigurante due grifoni; ulteriori scavi portano alla luce le fondazioni della chiesa romanica. Nel maggio 2004, conclusi i lavori di restauro, è stato aperto al pubblico il percorso di visita.