Gegründet im Anschluss an die karolingische Rückeroberung, und nachdem die Araber abgezogen waren, gehörte Saint-Michel de Cuxa zu jenem „Netz“ von Abteien, die von den Mächtigen geschützt wurden, um das Wiederaufleben des Landes zu fördern. Gegen 840 hatten sich Benediktinermönche in Eixelada in einer am Têt gelegenen Grotte angesiedelt, in der Nähe des heutigen Olette. 878 zerstörte ein Hochwasser dieses Kloster vollständig. Die Überlebenden ließen sich danach in Cuxa nieder, unter der Leitung Bruder Protais‘, unweit einer Kirche, die ihm gehörte und Saint-Germain d’Auxerre gewidmet war.
Dank Hilfe und Schutz der Grafen von Cerdanya-Conflent entwickelte sich das Kloster schnell. Am Ende des 10. Jahrhunderts erfreute es sich unter Abt Garin, dem früheren Abt von Cluny, eines außergewöhnlichen Einflusses in Europa. 978 empfing Abt Garin in Cuxa den venezianischen Dogen Pierre Orseolo, der 988 starb und als heilig anerkannt wurde. Gerbert d’Aurillac, der 999 zu Papst Sylvester II ernannt wurde, studierte ebenfalls in Cuxa. Der Andrang vieler Gläubiger gab Anlass zum Bau dreier Kirchen. Die dritte, heute noch erhaltene und 956 unter Abt Pons begonnene, wurde 974 unter Abt Garin geweiht.
Im 11. Jahrhundert leitete der Sohn des Grafen von Cerdanya, Oliba, während fast vierzig Jahren die Geschicke der Abtei. Er war 1080 gleichzeitig Abt von Ripoll und Cuxa, Gründer von Montserrat, Bischof von Vic und Initiator des Gottesfriedens, welcher der Gewalt in der Welt des Adels zum ersten Mal Einhalt gebot. Er machte sich um das materielle und geistliche Ansehen der Abtei verdient, die zu einer Hochburg für Pilger wurde. Er ließ den Chorumgang, die Glockentürme und, im Westen der Abtei, die Krypta mit dem darüber gelegenen Atrium und der Dreifaltigkeitskirche erbauen. Ausserdem liess er das Innere der Kirche mit Fresken und den Altar mit einem marmornen Ziborium (Altaraufbau) schmücken. Gegen 1130 wurde unter Abt Gregor – bevor dieser 1136 zum Erzbischof von Terragona ernannt wurde – ein Marmorkreuzgang errichtet, der den Ursprung der romanischen Bildhauerwerkstätten im Roussillon bildet. Diese Kunstschule entwickelte sich während des ganzen 12. Jahrhunderts weiter. Der Bau des Lettners ist in der Mitte des 12. Jahrhunderts anzusiedeln, also vor demjenigen in Serrabona. In der Folge war Cuxa den politischen Wechselfällen unterworfen, wurde zu einem großen, herrschaftlichen Kloster und blieb eine mächtige und in der Gegend hochangesehene Institution. Nachdem es erst der Grafschaft von Barcelona unterstellt war, geriet es von 1462 bis 1495 unter französische Herrschaft. Zur Zeit der Kommende-Äbte wurde es von den einflussreichen Familien erpresst. Im Anschluss an das Pyrenäen-Abkommen kam es 1659 endgültig zu Frankreich.
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1789 ordnete die Staatsversammlung die Verstaatlichung der Kirchengüter an; 1790 wurden die letzten Mönche aus Cuxa vertrieben und die Abtei als Staatsgut verkauft. Das Dach der Kirche stürzte 1835 ein und im Jahre1838 ebenfalls der Nordturm. Die Marmorteile wurden verkauft aber später zum Teil zurückgewonnen und die sechs letzten noch vorhandenen Kapitelle verließen den Kreuzgang 1907.
1919 erstand Cuxa aus seinen Ruinen auf. Es wurde zurückgekauft und den Zisterziensermönchen aus Fontfroide zur Verfügung gestellt, die aus dem Exil zurück kehrten und bis 1965 in Saint-Michel de Cuxa blieben. In der Zwischenzeit, während der 50er-Jahre, hatte der berühmte, in Prades zurückgezogen lebende katalanische Cellist Pablo Casals Konzerte zugunsten der Restauration der Kirche gegeben. Seither führt eine Gemeinschaft von Benediktinermönchen aus Montserrat das vor elf Jahrhunderten begonnene Klosterleben fort.