L’abbaye de saint Barnard est fondée selon la règle de saint Benoît, qui organise la vie des communautés monastiques sous l’autorité d’un abbé élu à vie, dans le respect des valeurs d’humilité, de charité et de crainte de Dieu. La journée des moines se répartit entre travail manuel, travail intellectuel, prière collective et personnelle, repas et sommeil. La vie communautaire préconise le silence et interdit toute possession individuelle.

À partir de 1050, l’abbaye d’Ambronay est placée directement sous la tutelle du pape, à Rome, ce qui lui assure une grande indépendance sur les seigneurs locaux. Située sur l’une des routes des chemins de Compostelle, l’abbaye accueille de nombreux pèlerins.
Prise dans la tourmente des guerres dites « delphino-savoyardes », l’abbaye se place en 1282 sous la protection des comtes de Savoie et joue un rôle stratégique important pendant le conflit, ce qui explique qu’elle ait souffert à plusieurs reprises d’incendies. À cette époque sont construites les fortifications et les tours (tour Dauphine, tour des Archives) encore visibles aujourd’hui.

Le 15e siècle marque à Ambronay une période de reconstruction et de réorganisation de la vie monastique. Bénéficiant désormais du privilège de porter les ornements pontificaux (mitre, crosse, anneau), des abbés restaurateurs, notamment Jacques de Mauvoisin (1425-1437) et Étienne de Morel (à partir de 1482), redonnent à l’abbaye son lustre d’antan: reconstruction de l’abside, de la voûte de la nef, du cloître et de la salle capitulaire, installation des belles stalles de chêne et des vitraux... Ambronay est alors une riche seigneurie ecclésiastique, qui possède de nombreux biens et terres et fonde près de Bourg-en-Bresse un petit prieuré promis à un grand avenir : Brou. Les moines contribuent également à la vie de la cité, par l’établissement d’écoles, d’un hôpital, la distribution d’aumônes...

À partir du 16e siècle et des guerres de religions, l’abbaye s’appauvrit et périclite. Elle pâtit notamment des destructions du maréchal Biron, chargé par le roi de France Henri IV de lutter contre le duc de Savoie, qui laisse la tour Dauphine arasée et l’église saccagée. L’abbaye souffre aussi du système de la commende : l’office de l’abbé est devenu un bénéfice (avec titre et revenus), distribué en récompense à des ecclésiastiques ne résidant plus nécessairement à l’abbaye.

En 1601, par le traité de Lyon qui rattache la Bresse et le Bugey à la France, Ambronay devient « abbaye royale ». L’ordre réformateur de Saint-Maur s’y installe en 1651 et relève les bâtiments de l’abbaye, très abîmés depuis l’incendie de 1632 (église, cloître, salle capitulaire). Une bibliothèque et un hospice sont établis dans le cloître, et les vestiges du château savoyard, restaurés et rattachés au monastère, abritent désormais une infirmerie.

L’abbaye d’Ambronay vient d’être placée sous la tutelle de l’évêque de Belley, en 1787, lorsque survient la Révolution française. Elle est déclarée « bien national » dès 1789, devient église paroissiale, puis « temple à l’Être suprême » et « temple décadaire », dédié aux célébrations religieuses et civiques telles que la fête des époux, la fête de la liberté ou la fête à la piété filiale.

La communauté des moines est dispersée et les archives de l’abbaye sont emportées à Bourg-en-Bresse, où elles sont aujourd’hui conservées aux archives départementales de l’Ain. Les bâtiments abbatiaux abritent à partir de 1790 l’une des deux prisons politiques de l’Ain et sont modifiés en conséquence. À partir de 1798, découpés en parcelles, ils sont vendus à des particuliers et transformés en habitations et en granges.

Pendant de longues années, seule l’église, affectée au culte, est entretenue, le reste des bâtiments se dégradant lentement. En 1888, Alexandre Bérard, conseiller général de l’Ain et futur ministre, s’en émeut. Avec le chanoine Garcin, curé de la paroisse, il se bat pour obtenir de l’État, l’année suivante, le classement de l’église au titre des monuments historiques, puis celui du cloître en 1905. Des travaux de restauration peuvent commencer, qui s’accompagnent d’une politique de rachat systématique des parcelles du cloître par la Commune d'Ambronay et des bâtiments abbatiaux par le Département de l'Ain. Acquisitions, protections au titre des monuments historiques et chantiers de restauration se poursuivent jusqu’au début du 21e siècle, la dernière grande campagne de travaux de restauration s’étant achevée en 2011, avec les aménagements de l’aile sud et de la tour des archives.

Aujourd’hui, le visiteur peut admirer de nombreux éléments remarquables, hérités des 1200 ans d’histoire de l’abbaye, dont la ville d’Ambronay porte également la trace.

L’église et le cloître conservent encore des vestiges des décors peints du Moyen-Âge.
La chapelle Saint-Jacques-et-Sainte-Catherine, d’un style gothique flamboyant, abrite le tombeau monumental de l’abbé bâtisseur Jacques de Mauvoisin dont les armoiries sont visibles sur la clef de voûte et en de nombreux points de l’édifice.
Dans le chœur, de magnifiques vitraux du 15e siècle éclairent les baies gothiques et les stalles de chêne, également du 15e siècle, les plus anciennes encore en place dans l’Ain.
Avec sa salle capitulaire, son grand escalier et sa galerie supérieure, le cloître d’Ambronay est également un exemple unique du gothique dans le département.

À proximité immédiate, et en déambulant dans les rues, le visiteur découvre l’ensemble des bâtiments qui ont jadis appartenu à la communauté monastique : logis abbatial, colombier, écuries, ancienne apothicairerie, tours et vestiges de l’enceinte médiévale, ancienne infirmerie...