Es creu que en el segle VI van arribar a aquest indret les relíquies de Sant Serni. Aquest fet motivà la construcció d'un monestir visigòtic. En l'any 799 el bisbe Leidrad de Lió, nou bisbe de la Seu, va reorganitzar el monestir sota la regla benedictina.

Durant els següents segles el monestir va anar consolidant-se i augmentant el seu patrimoni. Entre els segles X i XI es produí el moment de màxim esplendor, fet que comportà la construcció d'un nou cenobi, consagrat l'any 1040 pels bisbes Eriball d'Urgell i Arnulf de Ribagorça. En el segle XI el poder del monestir era tan gran, que va ajudar als comtes d'Urgell en la reconquesta. A canvi va obtenir diverses possessions a les fronteres del comtat i a Castella, Lleó, Extremadura i Astúries. 

Durant el segle XIV el  monestir inicià la seva decadència, fins que en 1592 va ser suprimit pel Papa Climent VIII. A partir d'aquell moment passà a ser la parròquia d'Anserall. De mica en mica es va anar deteriorant el conjunt i les dependències monacals es van anar enfonsant. Els capitells del claustre van estar una temporada en el museu Maricel de Sitges, on van ser venuts a compradors nord-americans. Alguns d'ells però es van integrar en els elements arquitectònics del museu.

L'església també es va enfonsar i només es conserva la seva capçalera. Aquesta va ser restaurada excessivament entre 1971 i 1972.

Les grans dimensions d'aquesta part del temple ens permeten fer-nos una idea de la magnificència del monestir. L'església tenia planta basilical amb tres naus separades per pilars en forma de T. Actualment encara es conserven alguns dels arcs formers de mig punt que separaven les naus, tot i que molt restaurats. La nau central estava coberta amb volta de canó, mentre que les laterals tenien volta de quart de cercle. 

La capçalera, té la particularitat d'estar orientada a l'oest i no a l'est. És l'únic cas a tot Catalunya, i és d'inspiració carolingia. Està formada per un absis principal i dos laterals, que s'obren en els braços del creuer, donant un aspecte trilobulat, símbol de la Santíssima Trinitat. També fan referència a aquest misteri les tres absidioles que s'obren en l'absis central. Novament l'absidiola central té tres nínxols semicirculars excavats en el mur. Aquest tipus de capçalera trilobulada té els orígens en l'arquitectura bizantina.

Durant les tasques de restauració es va obrir una porta en el braç sud del transsepte, així com es van cobrir els braços del creuer amb volta de canó. La part central estava coberta amb voltes d'aresta, de la que encara es veien algunes restes en el moment de la restauració.

En el mur sud, tot i que profundament restaurada, trobem una finestra de mig punt i de doble esqueixada. A banda i banda de la finestra podem veure restes de la decoració llombarda, que el cobria totalment. 

En el mur nord trobem una petita porta formada per un arc de mig punt adovellat, mig amagat entre males herbes.

On abans hi havia els peus de les naus, actualment podem veure unes vivendes particulars. Part dels seus murs són encara els del temple, on encara es poden veure alguns arcs. Les restes d'aquests murs han permès entreveure que la porta d'accés al temple estava protegida per un gran atri. 

Entre l'absis principal i el braç nord del transsepte s'alça una torre circular, que feia de campanar. Una escala de cargol permet arribar fins una sala coberta amb una cúpula semiesfèrica. Dues absidioles excavades en el mur permeten l'obertura de les dues finestres que té la torre. 

De la resta de dependències del monestir es conserva ben poca cosa. Del claustre, que tenia planta rectangular, només es conserven els capitells disseminats en alguns museus i una base d'una columna, que fins fa uns anys es trobava in situ.  A continuació podem observar uns capitells que es conserven en el Museu Nacional d'Art de Catalunya.

També es conserven alguns murs, amb fragments d'opus spicatum, que formaven part d'algunes estances del monestir. Avui en dia formen part de cases particulars. 

Si el visitant té la sort de poder entrar a l'interior del temple podrà contemplar una dels pocs elements escultòrics fets amb estuc a Catalunya. Només ens ha arribat un petit fragment de forma rectangular, en el centre del qual hi ha la finestra de l'absis. Està situat en el mur oest del braç nord del transsepte.   Una sanefa envolta el rectangle i una altra la finestra. Estan decorades amb motius vegetals i estrelles. En la part central trobem dues grans figures que representen àngels. 

També a l'interior del temple es conserven dues piques baptismals. Al costat de la porta d'accés en trobem una decorada amb un fris d'arcs cecs i creus. La columna i el capitell on es sustenta són de factura posterior.  En el braç nord del creuer trobem l'altra pica, més senzilla i col·locada en un peu modern. 

Ja no es pot contemplar en el seu el frontal d'altar, que es conserva en el Museu Nacional d'Art de Catalunya, datat a finals del segle XII o principis del XIII. En la part del davant es representen nou bisbes o abats nimbats, amb mitra, bàcul i un llibre.

No està clar que els dos costats laterals formin part del mateix conjunt, ja que tot i que la temàtica és similar, l'estil i les dimensions són totalment diferents. No hi ha documentació que corrobori o desmenteixi aquesta hipòtesi, ja que quan el museu va adquirir la peça ja s'havien afegit els laterals.

També es conserva el sostre del baldaquí de fusta del segle XIII, que hi havia en el braç dret del transsepte. En la part central, dins una mandorla, trobem la Maiestas Domini, envoltada quatre àngels.