Fondata nel 529 da san Benedetto da Norcia sul luogo di un'antica torre e di un tempio dedicato ad Apollo, situato a 519 metri sul livello del mare, ha subito nel corso della sua storia un'alterna vicenda di distruzioni, saccheggi, terremoti e successive ricostruzioni.
Nel 577, durante l'invasione dei Longobardi, il monastero venne distrutto per la prima volta e la comunità dei monaci, con le spoglie del santo fondatore, dovette ripararsi a Roma. Poi, dal 643 i monaci trovarono ospitalità dalla comunità di San Colombano a Bobbio e in seguito nei vari monasteri ed abbazie colombaniane in Italia ed in Europa, diffondendo enormemente le comunità benedettine.
Ricostruita intorno al 717 sotto l'impulso di Petronace di Montecassino, l'abbazia venne distrutta una seconda volta dai Saraceni nell'883, venendo riedificata per volere di papa Agapito II solo nel 949.
Per tutto il medioevo, l'abbazia fu un centro vivissimo di cultura attraverso i suoi abati, le sue biblioteche, i suoi archivi, le scuole scrittorie e miniaturistiche, che trascrissero e conservarono molte opere dell'antichità. Testimonianze storiche del più alto interesse e di sicura validità sono state raccolte e tramandate a Montecassino: dai primi preziosi documenti in lingua volgare ai famosi codici miniati cassinesi, ai preziosi e rarissimi incunaboli.
Il più illustre dei suoi abati fu forse Desiderio - il futuro papa Vittore III (sepolto nell'abbazia stessa) - che alla fine dell'XI secolo fece ricostruire completamente l'abbazia ed ornò la chiesa di preziosissimi affreschi e mosaici, il cui riflesso si può ancora oggi scorgere in quelli che lo stesso abate fece eseguire in Sant'Angelo in Formis. Dalla Chronica Monasterii Casinensis sappiamo che l'abate Desiderio impiegò sforzi e capitali notevoli per la ricostruzione della chiesa abbaziale, compiuta nei soli cinque anni dal 1066 al 1071, utilizzando materiali lapidei provenienti da Roma e facendo venire da Bisanzio anche mosaicisti e artefici vari. La maggior parte delle decorazioni - della chiesa e dei nuovi ambienti del monastero successivamente riedificati - erano costituite da pitture, oggi in maggior parte perdute e delle cui conosciamo soltanto alcuni soggetti, come le Storie dell'Antico e Nuovo Testamento nell'atrio, di cui si conservano interamente i tituli scritti dall'arcivescovo di Salerno Alfano. Il ricorso a mosaicisti bizantini era motivato, come si legge nella Chronica, poiché: «da più di cinquecento anni i maestri latini avevano tralasciato la pratica di tali arti e per l'impegno di quest'uomo ispirato ed aiutato da Dio esse furono rimesse in vigore in questo nostro tempo», inoltre, «affinché la loro conoscenza non cadesse ancora oltre in oblio in Italia, quell'uomo pieno di sapienza decise che molti giovani del monastero fossero con ogni diligenza iniziati in tali arti. Tuttavia non solo in questo campo, ma anche per tutti i lavori artistici che si possono compiere con oro, argento, bronzo, ferro, vetro, avorio, legno, gesso o pietra, fece venire i migliori artisti selezionati dai suoi monaci».