Pombeiro é uma das mais antigas instituições monacais do território português, estando documentada desde 853. Do primitivo estabelecimento nenhum elemento material foi, até ao momento, identificado, mas tratava-se, com grande probabilidade, de um edifício modesto, eventualmente vinculado à autoridade asturiana e localizado no lugar do Sobrado, medievalmente designado por Columbino.
A génese do edifício actual conhece-se a partir de D. Fernando, o Magno. Um pouco antes, em 1041 (GRAF, 1986, vol.2, p.40) o mosteiro foi transferido para o actual local, aqui se levantando um primeiro conjunto edificado a partir de 1059. Desse monumento também nada chegou até nós, mas foi no período condal que se estabeleceram as bases do grande mosteiro baixo-medieval, nomeadamente a partir da doação de D. Egas Gomes de Sousa (em 1102) e da carta de couto de D. Teresa (de 1112).
O projecto românico arrancou algumas décadas depois, sob o impulso dos Beneditinos (e da importante família dos Sousões de Ribavizela), que aqui deixaram a sua marca na tipologia da igreja, que segue fielmente a planimetria dos grandes mosteiros da ordem: corpo tripartido de quatro tramos, com cobertura de madeira, transepto não saliente e cabeceira abobadada e tripartida, de perfil escalonado, de testeira circular e com capela-mor mais ampla que os absidíolos. A sua datação deve colocar-se ao longo da segunda metade do século XII (IDEM, p.40) ou, já, das primeiras décadas do século seguinte (ALMEIDA, 2001, p.113). De acordo com Jorge Rodrigues, no exterior da face Sul do transepto conserva-se uma inscrição de 1199, que refere D. Gonçalo de Sousa (o suposto fundador da obra românica) (RODRIGUES, 1995, p.241), pelo que é de supor que, por essa altura, o ritmo dos trabalhos estivesse neste ponto.
Tal facto contextualiza-se com as características do portal axial, vincadamente do século XIII. Perdida grande parte da campanha românica, pelas múltiplas alterações posteriores, o portal é o principal elemento remanescente desse período. A análise estilística que foi efectuada desta parcela confirma a sua datação tardia, de que são características as formas vegetalistas exuberantes e irregulares (aqui tratadas com grande carácter inventivo) ou os antigos temas de meados do século XII recuperados com uma nova estética, a mesma que se encontra em Paço de Ferreira (GRAF, 1986, vol.2, p.41) e no chamado Românico Nacionalizado do século XIII.
Terminadas as obras na fachada principal (de que se salienta também a ampla rosácea, semelhante às de Roriz ou de Paço de Sousa), adossou-se à frontaria uma galilé de três naves, que terá servido de local de enterramento para grandes nomes da Nobreza fundiária do Entre-Douro-e-Minho. Das tumulações aqui efectuadas, restam dois túmulos românicos, actualmente no interior do corpo do templo e atribuídos a um desconhecido nobre da família dos Lima e a D. João Afonso de Albuquerque (BARROCA, 1987, p.460).
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The first reference to a monastery or religious institution came from a papel brief to Pope Leo IV (in 853). Its founding would not occur until 13 July 1059 by Dom Gomes Aciegas, and completed 1102; the remains of this original construction are two small chapels (below the main altar), the mail entrance door and the four fortified arches. It is still unclear on the precise period that monastery and church was founded. Ferdinand I of Castile granted the proprietoriship of the convent to his nephew D. Gomes de Cela Nova (progenitor of the Sousa family). From the Sousas, the monastery passed to the Melos and Sampaios (later under the protection of the Barbosa clan until the 11th century), represented by the Baron of Pombeiro de Ribavizela. At the time the abbot of Pombeiro functioned as the head almoner for the Kingdom, when the King travelled north of the Douro and ombudsman of the Count of Pombeiro.
In 1112, under Queen Teresa, the monastery was off-limits to most of its citizens, including the church. Afonso I of Portugal provided privileges and patronage in 1155 to the monastery and its prelate Gonçalo de Sousa. The abbot (Gonçalo de Sousa) would initiate remodelling and renovations in 1199. The monastery continued to be favoured by the monarchy, and throughout the 12th century a number of reliquaries were deposited in the altars of the Church.
In 1234, the monastery traded lands with the Monastery of São Miguel de Refojos de Basto, in Cabeceiras de Basto. During this time, new renovations were made to the eastern portico and rose-window, with assistance from the patronage of the Sousa family, who also selected the porch for their burial tombs: on 10 March 1242, Vasco Mendes de Sousa (son of Conde Mendo de Sousa and Maria Rodrigues) was buried in this tomb.
By 1272, a second generation of public works were completed in the Church façade, under the direction of D. Rodrigo.
In the second-half of the 16th century, the abbot António de Mello order the execution of improvements to the church.
By 1578, the monastery's porch continued to exist, but now badly damaged, and as friar João de S. Tomás later noted: "there were, by order, coats-or-arms erected to identify the anciente nobility there buried, that there would serve as judge". On 6 March 1586, the monastery's rich patrimony was taken by King Philip I of Portugal and transferred to the Jerónimos Monastery. But, this did not limit the growth of the church and monastery, as major projects continued between the 16th and 18th century, with Jerónimo Luís being the principal contractor in 1600 constructing the two exterior towers.