En l'any 1045 ja trobem documentada una església dedicada a Sant Tomàs de Puig-oriol. Aquest temple va ser reedificat i consagrat en presència del bisbe Berenguer Sunifred l'any 1095. L'església va ser consagrada sota la regla de sant Agustí, essent el seu prior Joan de Lledó, que procedia de  Santa Maria de Vilabertran i que havia participat activament en la fundació de la canònica de Santa Maria de Lladó. Per aquest motiu  va posar el nou cenobi sota la protecció de la canònica. Aquesta dependència va convertir a Sant Tomàs en una prepositura, és a dir un monestir depenent d'un priorat o canònica.

Fins a finals del segle XIV, el monestir va estar sota la protecció dels senyors de Riudeperes. En extingir-se aquest casal, la família Alta-Riba va convertir-se en una de les benefactores més importants del cenobi. A principis del segle XV, algunes parts del monestir estaven molt enrunades i això va provocar la intervenció del bisbe de Vic, que va aprofitar per posar Sant Tomàs sota la tutela administrativa de la catedral de Vic. Aquesta dependència va ser motiu de tensions entre el bisbat de Vic i la canònica de Lladó, fet que agreujà l'abandonament del monestir.

En 1560 es va reedificar el claustre, per ordre del bisbe de Barcelona, Jaume Caçador, que havia succeït al seu germà Guillem en la direcció de la prepositura. També va modificar el temple i es van restaurar les dependències monacals, per allotjar-hi una comunitat franciscana.

Els framenors van traslladar-se a l'església del Remei de Vic a principis del segle XX, abandonant Sant Tomàs, que en 1901 va ser comprat pels pares camils. En 1914, va ser restaurat en estil modernista. Anys més tard, en 1970 el van vendre a una associació benèfica, dedicada a la cura i assistència de persones amb discapacitat intel·lectual. 

De l'edifici romànic només s'han conservat algunes parts de l'església. Tenia planta de creu llatina, amb tres absis i cimbori sobre el creuer. 

Cal entrar a l'església per poder veure clarament l'empremta romànica. El mur nord va ser totalment perforat per obrir-hi capelles laterals. També va ser totalment reformada la capçalera, de la que s'han perdut els absis laterals. Encara es conserva el central, de forma semicircular i precedit per un curt presbiteri, però ocult per l'exterior. 

La nau està coberta amb volta de canó, que s'interromp en arribar al creuer, on s'alça un cúpula ovalada sobre trompes. Exteriorment el cimbori té planta octogonal i és de molt senzilla factura.

L'arc toral que es conserva, i que es troba en la unió entre el creuer i la nau, té les impostes decorades amb motius geomètrics.

L'actual porta d'accés es va construir en el mateix lloc on estava la romànica, de la que encara es pot veure el perfil de l'arc de mig punt.