Als Gründer des Klosters Frauenchiemsee gilt Herzog Tassilo, die Weihe der Klosterkirche vollzog 782 Bischof Virgil von Salzburg. Im Jahr 788 fiel Kloster Frauenchiemsee Karl dem Großen zu, von dem es an seinen Enkel Ludwig den Deutschen kam. Nach den Ungarneinfällen lebte das Kloster wieder auf und konnte sich vom 11. bis zum 15. Jahrhundert einer langen Blütezeit erfreuen.

In den Jahren 1728-1732 wurde der dringend notwendig gewordene Neubau der Klostergebäude durchgeführt. Als zweiter Klostergründer nach der Säkularisation kann König Ludwig I. gelten, der 1837 die Wiederherstellung des Klosters veranlasste.

Die Grundmauern der Kirche, vielleicht auch Teile des aufgehenden Mauerwerks, stammen wohl noch aus karolingischer Zeit. Gesichert ist aber, dass die heutige Kirche bereits im 11. Jahrhundert stand. Anbauten und Umbauten folgten im 12. und 13. Jahrhundert. Entscheidend veränderte der Einbau des Netzrippengewölbes in den Jahren 1468-1476 das innere Erscheinungsbild des Gotteshauses. 1688-1702 erfolgte schließlich die Aufstellung der Barockaltäre.

Während der Innenrestaurierung im Jahre 1928 wurden romanische Fresken im Chorumgang entdeckt, 1961 die Fresken aus dem 12. Jahrhundert auf dem heutigen Dachboden der Kirche.

Zum eigentlichen Wahrzeichen des Chiemgaus wurde der nordwestlich vor der Kirche stehende Glockenturm. Die unteren beiden Geschosse des achteckigen Turmes stammen wohl aus dem 12. Jahrhundert, das obere wurde 1395 aufgesetzt. Seine charakteristische Zwiebelhaube erhielt der Turm im Jahre 1626. Der Turm gehört nicht zur Uranlage des Klosters, wurde aber über den Fundamenten eines vermutlich karolingischen Gebäudes errichtet.