Situato nella frazione omonima di San Martino al Cimino, nacque nel XIII secolo su iniziativa dei monaci cistercensi dell'abbazia primigenia di Pontigny, ma fu chiusa nel 1564. La chiesa recuperò il titolo abbaziale nel XVII secolo, senza tuttavia che vi ritornassero i monaci e, attualmente, è chiesa parrocchiale.

All'inizio del XIII secolo le terre dei monti Cimini (attorno al lago di Vico, a sud di Viterbo), furono concesse da papa Innocenzo III ai monaci cistercensi dell'abbazia di Pontigny con l'incarico d'impiantarvi un'abbazia che divenisse un polo di sviluppo agricolo nella regione.

I discepoli di san Bernardo costruirono l'abbazia a tempo di record. Nel 1225 la chiesa venne consacrata. Con la costruzione del chiostro e della sua sala capitolare, del refettorio, della biblioteca e dell'infermeria, di un forno e di altri laboratori, il complesso monastico venne terminato prima della fine del secolo. Ciononostante l'abbazia non ebbe uno sviluppo felice. Già nel 1379 ella stava per essere abbandonata a causa della mancanza di nuove vocazioni. Nel 1426 non vi rimasero più che due monaci. L'interesse personale di papa Pio II (pontefice dal 1458 al 1464), e della famiglia Piccolomini, dalla quale egli proveniva, fece sì che venissero intrapresi alcuni lavori di restauro, il che fece ben sperare, ma queste attività non ebbero seguito.

Nel 1564 gli ultimi monaci lasciavano l'abbazia, che venne chiusa ed i suoi beni entrarono a far parte del patrimonio della Santa Sede.