La primera vez que aparece documentada la iglesia de Santa María es en el documento de la venta de media masía el 26 de diciembre de 1068. Pocos años más tarde, en 1082, se fundó un priorato agustiniano. Sus benefactores fundadores convencieron al obispo de Elna para que el prior fuera elegido únicamente por los canónigos de Serrabona. El primero en ocupar este cargo fue Ramon Ermengol.

Por la documentación que se ha conservado de los primeros años de vida del priorato, se deduce que era una comunidad doble: femenina y masculina.

El 25 de octubre de 1151 Artau, obispo de Elna y Bernat, obispo de Urgell, consagraron de nuevo el templo, después de que éste fuera ampliado. Con motivo de la consagración, Artau cedió al priorato los templos de San Juan de Arsós, San Nazarí de Barbadell, Santa Eulalia de Vilella, de Jóc y el de Marinyans. También el obispo Bernat le cedió los templos de Urtx y de Ur.

El papa Clemente VIII unió el priorato a la nueva diócesis de Solsona el 19 de julio de 1593, lo que provocó la desaparición del priorato y la conversión de la iglesia en templo parroquial. A finales del siglo XIX se secularizó.

El templo del siglo XI fue profundamente reformado un siglo más tarde. De la primitiva iglesia se conserva la cubierta con bóveda de cañón apuntada.

Esta nave estaba iluminada con cuatro ventanas en el muro sur, una en la cabecera y una en el muro oeste. Bajo esta última ventana había una puerta de medio punto, actualmente cegada.

En el siglo XII se decide ampliar el templo, aprovechando que había unas obras de restauración. Se eliminó la cabecera original para construir una nueva.

Está formada por un transepto, donde se abre un ábside principal y dos ábsides laterales. Estas no son visibles desde el exterior por que están excavados en el muro.

La ventana del ábside está decorada con una arquivolta esculpida, que se apoya en dos columnas con los capiteles esculpidos. El del lado izquierdo presenta una decoración vegetal, mientras que en el derecho vemos a unos leones alados.

En este momento se construye también una nave en el lado norte, cubierta con una bóveda de cuarto de círculo. Este espacio no fue concebido exactamente como una nave, debido a que las comunicaciones entre esta estancia y la nave principal son escasas, concretamente a través de dos únicas aberturas.

En esta nave se abrió una nueva puerta de acceso. Está formada por tres arcos de medio punto adovelados y en gradación, que no rodean ningún tímpano.

La arquivolta central presenta sección cilíndrica y está decorada con entrelazados. Se apoya en dos bellos capiteles, hechos por el mismo maestro que también esculpió la tribuna de Serrabona y también la de San Miguel de Cuixà . Como en estos dos casos, son hechos con mármol rosa del Conflent. El capitel de la izquierda representa a Cristo bendiciendo con su mano derecha, mientras que con la izquierda sostiene un libro. Le acompañan dos ángeles que llevan incensarios. El capitel derecho tiene leones en la parte inferior y cabezas humanas entre volutas en la parte superior.

En el lado sur no se construyó ninguna nave, si no que se realizó una galería claustral. Se desconoce si la idea inicial era hacer únicamente una galería a modo de porche o bien la intención era hacer un claustro. La proximidad del acantilado y el desnivel del terreno hacen pensar que no habría sido viable la construcción de un claustro completo, aunque fuera pequeño. Pero entonces, ¿por qué se realizaron dos grandes arcos de medio punto en los extremos de la galería?

El claustro que podemos ver actualmente, ha sufrido numerosas modificaciones a lo largo de los últimos siglos. Por suerte, en las últimas restauraciones se le ha devuelto casi en su totalidad su aspecto original, de mediados del siglo XII.

Las primeras modificaciones conocidas datan del año 1587, cuando un albañil de Perpiñán nombrando Bartolomé Courbiac, fue contratado para restaurar el claustro y otras dependencias de la comunidad. Posteriormente sufrió los efectos del abandono de buena parte del priorato, cuando éste fue secularizado a finales del siglo XVI. Todas aquellas estancias que no se utilizaban, fueron ocupadas temporalmente para usos agrícolas o para refugio de los pastores y el claustro no fue una excepción, hasta que en a finales del siglo XVIII o principios del XIX se decide adecuarlo como sacristía. Por este motivo se cierran sus ventanas y el capítulo de la catedral de Solsona, propietario del edificio, intenta vender sus capiteles. Es en ese mismo momento que se vendieron gran parte de los capiteles del monasterio de San Miguel de Cuixà .

Por suerte Francois Jaubert y el arquitecto del departamento, el caballero de Basterot, lo impidieron y los capiteles no se fueron de Serrabona. Como consecuencia del cierre del claustro, se eliminaron las columnas interiores, que se recolocaron como basamento de unas arquerías ciegas que decoraban el coro elevado. Durante la restauración de 1911 se volvieron a abrir las arcadas del claustro y por tanto las columnas y capiteles volvieron a su ubicación original. También se derribó un piso superior, construido posteriormente.

Los capiteles siguen el repertorio iconográfico de Cuixà con leones, grifos, pájaros, caras humanas y motivos vegetales. Su talla nos hace pensar que fueron dos los maestros que trabajaron, probablemente el maestro de Cuixà y su ayudante. Los del primero son los que están situados en la cara interior de los arcos y se caracterizan por la finura en las expresiones y el tratamiento de las formas. En cambio, los capiteles exteriores son más mediocres en cuanto a los detalles y las expresiones. No es gratuito pues que estos capiteles, de más baja calidad, estén en la parte más alejada del espectador, para que no puedan enmascarar el trabajo del maestro.

El capitel interior de la primera pareja está decorado con ocho leones amenazadores, que tienen las cabezas comunes por parejas en los ángulos. También encontramos leones con cabezas comunes en el capitel siguiente, si bien éstos están de cuatro patas y no de pié como en el caso anterior. En el espacio central del capitel encontramos pequeñas cabezas humanas.

En el siguiente grupo vemos unas grandes cabezas monstruosas en los ángulos, que engullen unos animales, de los que sólo se ven las patas. En la parte superior hay volutas entre las que encontramos cabezas humanas con rostro grotesco. En el otro capitel se representaron pájaros con las alas abiertas. Como en el caso anterior, el registro superior está decorado con volutas entre las que hay cabezas humanas.

El otro grupo de capiteles vuelve a tener uno decorado con dos leones y dos leonas con el cuerpo curvado. Su pareja está decorado con motivos vegetales y cabezas humanas.

En la última pareja de capiteles podemos ver a ocho grifos, las alas y cabezas de los que se unen en los ángulos por parejas. En la parte central, entre los dos animales, hay una figura humana. El otro capitel, volvemos a encontrar leones en cuatro patas como los del segundo capitel.

Una puerta de medio punto, abierta en el muro sur de la iglesia, comunicaba el templo con el claustro. También hay otra apertura en el brazo sur del transepto, que es el acceso actual.

Junto a esta antigua puerta del muro sur encontramos una hornacina en la que se conservan pinturas murales, probablemente de época gótica en que se vislumbra la imagen de un personaje barbado y sentado en un trono, acompañado de dos personajes más. Con los datos que disponemos sólo podemos formular la hipótesis de que se trate de un monarca o de Cristo.

La galería está elevada respecto al nivel del suelo. El muro en el que se sustenta está hecho a base de sillares dispuestos en forma de opus spicatum, por tanto se construyó antes que los arcos del claustro.

A poniente de la galería hay dos estancias cubiertas con  bóveda de cañón. Se construyeron entre los siglos XI y XIII. El piso superior, al nivel de la galería del claustro, es utilizado como tienda y recepción. El piso inferior, en cambio, no está abierto a las visitas. Había un tercer piso, realizado en el siglo XIII, que hacía las funciones de sala capitular. Desgraciadamente, durante la época de abandono del priorato, esta estancia se derrumbó. Sólo se conserva el muro este, donde todavía podemos ver los arcos formeros que lo reforzaban.

Parece que en este momento también se derrumbó parte de la bóveda de la nave, concretamente la parte más occidental. Algunas fuentes creen que este hecho provocó que se trasladara el antiguo coro elevado o tribuna hacia la parte central de la nave, donde se conserva actualmente.

Esto provocó la desaparición de gran parte de las pinturas murales que se conservaban todavía en el muro sur. Escondidos por la tribuna están los restos de la escena del Descendimiento de Cristo a los Limbos. En cambio si que se ha conservado un pequeño fragmento de la escena del Descendimiento de la Cruz. Podemos ver, aunque muy fragmentados, a Nicodemo sacando los clavos y José de Arimatea cogiendo el cuerpo de Cristo. La figura que mejor se conserva es la de Juan, que inclina la cabeza con una expresión de tristeza. Encima hay un ángel que sostiene el Sol. La parte inferior está decorada con motivos ornamentales imitando tapices.

La tribuna es sin lugar a dudas el elemento más interesante de Serrabona. Sólo para contemplarlo ya vale la pena acercarse hasta el priorato. Lamentablemente es el único ejemplo de tribuna que se ha conservado, pues la de Cuixà fue destruida y sólo podemos ver algunos de sus fragmentos.

Como ya hemos comentado, la tribuna fue trasladada de los pies de la nave al centro. También, incomprensiblemente se cambió su orientación. La fachada occidental está decorada con temas del Apocalipsis. Comenzaremos nuestro recorrido descriptivo por el lado izquierdo. Allí encontramos a dos ángeles bajo arcos de medio punto.

A continuación encontramos los símbolos del Tetramorfos acompañando al Agnus Dei. A su izquierda está el león de Marcos y el águila de Juan, mientras que a la derecha vemos al ángel de San Mateo y el toro de San Lucas.

Todos estos motivos están esculpidos en bloques de mármol rosa del Conflent situados entre los arcos de esta fachada. Los bloques se apoyan ménsulas esculpidas. Tres de ellas representan una cabeza de león y una una cabeza humana.

Los arcos están decorados con motivos vegetales, leones y águilas. Completa la decoración un friso con palmetas, apoyado en ménsulas esculpidas con cabezas de animales, un friso con dientes de sierra y una cornisa decorada con flores.

En el nivel superior había una barandilla decorada con motivos florales, de la que quedan pocos elementos.

Algunos de ellos se pueden contemplar en unas vitrinas.

La tribuna está formada por un espacio cubierto, de tres naves y dos tramos.

Sus cubiertas son de bóvedas de arista, a las que se añadieron unos grandes nervios cilíndricos, puramente decorativos. Estos descansan en cuatro pilares y once columnas.

La talla de sus capiteles es excepcional. Nuevamente comenzaremos por el lado izquierdo de la fachada occidental para hacer nuestra descripción. El capitel del pilar de este ángulo está decorado con leones y palmetas en los lados laterales, mientras que en la cara central vemos a un personaje barbado entre dos fieras. La del lado derecho es un león con cabeza humana, mientras que a la izquierda vemos a un león que saca la lengua.

En esta fachada, los capiteles están agrupados por parejas. En el primer grupo vemos a leones en los ángulos, que engullen a animales, de los que sólo quedan las patas. En la parte central de cada cara vemos una cabeza humana barbada y con el pelo trenzado. En el capitel de al lado vemos al arcángel San Miguel atacando al dragón. Le acompañan los arcángeles Gabriel y Rafael, que están orando con los brazos abiertos. En la cara opuesta a San Miguel, vemos una representación de Lucifer, es decir un simio sentado sobre una cabeza de león. Como en la mayoría de capiteles, se completa el conjunto con cabezas humanas en las partes centrales

La siguiente pareja de capiteles está formada por un capitel decorado a base de parejas de leones con un fin único y cabezas humanas. A su lado vemos un capitel con águilas y caras humanas, una de ellas haciendo muecas.

El pilar del lado derecho tiene palmetas en las caras laterales. En la cara frontal vemos a un león con cabeza humana, que con un arco y una flecha está atacando a un ciervo. Entre ambos hay una figura humana, esta vez sin barba.

En el arco que comunica las dos naves encontramos una pareja de columnas. En uno de los capiteles vemos a parejas de leones con la cabeza común en los ángulos. En los dados centrales hay caras humanas esculpidas. El otro capitel está decorado con tres bustos humanos y un simio saliendo de entre unas grandes palmetas.

En el capitel que hay a la derecha de la anterior pareja está decorado con parejas de leones con la cabeza girada hacia atrás.

A continuación encontramos un capitel con leones alados, que se muerden las puntas de las alas.

El último capitel de esta fila está adosado al muro sur del templo. Es uno de los capiteles más curiosos de la tribuna, ya que los dos leones con que se decora adaptan al pequeño espacio disponible. De ahí que las patas traseras y una de las delanteras están en la parte superior del capitel y la cuarta en la inferior.

La última fila de columnas sólo tiene dos elementos, adosados ​​al muro este de la tribuna. En ambos casos hay leones esculpidos. En el de la izquierda están dispuestos de tal manera que se dan la espalda en las caras de los capitel y se encuentran enfrentados en los ángulos.

En el otro capitel vemos leones con la cabeza girada hacia el centro de las caras. Allí también hay un rostro humano.

Entre las dos columnas hay un arco de medio punto, que inicialmente correspondería con el espacio de la puerta de la fachada oeste del templo.

Su arco exterior está decorado con palmas, mientras que en el intradós vemos flores de cuatro pétalos y dos leones.

En este muro oriental encontramos dos arcos ciegos a cada lado de la puerta. Cada pareja se apoya en una columna decorada. La del lado derecho es la más interesante de las dos, está esculpida con entrelazados vegetales.

Su capitel está decorado con palmas, mientras que el del lado izquierdo tiene dos leones que se dan la espalda.

Después de admirar los capiteles de la tribuna, habría que bajar la vista en el suelo para contemplar las bases de las columnas, también finamente talladas y donde destacan las cabezas de animales, que podemos ver en los ángulos.