Exclaustrado y en estado ruinoso, el antiguo cenobio pertenece a una propiedad particular.

[1]​ Siguiendo la tradición piadosa de buena parte de los monasterios jerónimos, Fresdelval se fundó en el lugar donde existía una ermita dedicada a la Virgen María y que existía desde los tiempos del rey Recaredo.

Parece que aquel viejo edificio se reedificaría hacia 1320, en tiempos del rey Alfonso XI.

En el siglo XIV la devoción a la titular del valle estaba muy extendida en Burgos y su comarca.

Convertido al islam, retornó a Castilla donde abjuró de esta religión por el cristianismo.

Llegaron cuatro frailes que, junto al capellán del valle, se alojaron en las casas y palacio que el adelantado había edificado, de allí salían a hacer los oficios a la ermita.

Los trabajos de construcción fueron a buen ritmo y en ellos, según la tradición, intervinieron los religiosos con sus propias manos.

En los templos jerónimos, asimismo, son normales las capillas laterales, en Fresdelval se abren en el tercer tramo de la nave y son de escasa profundidad, ocupando el espacio entre los contrafuertes.

Solo conocemos la advocación de la que se encontraba entrando a la mano izquierda: Santa Ana.

La comunicación con la iglesia se establece por la puerta de salida y entrada para las procesiones claustrales.

En la panda de naciente se encuentra el acceso a la capilla de San Jerónimo o sala capitular, concluida hacia 1432, y a la capilla de San Juan Bautista, al sur del claustro se emplazaban la cocina y el refectorio y, finalmente, en el lado de poniente estaba la enfermería, que será derribada en la gran reforma del siglo siguiente.

Todavía puede distinguirse las trazas de los arranques primitivos, cortados hasta confundirlos con la superficie del paramento y han perdurado dos ménsulas góticas que quedaron ocultas por el embovedado del coro, también construido en el siglo XVI.

La sacristía con entrada por el claustro y que posteriormente fue cegada parece coincidir, por eliminación, con la antes referida la capilla del Santo Crucifijo que es en la claustra principal del dicho monasterio salida.

En todo el piso superior de este patio se colocaron las armas imperiales y aún se conserva el magnífico escudo de Carlos V que preside el que fuera zaguán, o entrada, del palacio, tradicionalmente conocido como «Casa de Carlos V».

Extinguida la línea varonil de la familia fundadora a principios del siglo XVII, el monasterio queda sin su principal protector comenzando durante esta centuria y la siguiente una lenta decadencia.

En el aspecto constructivo no nos puede extrañar que de este último siglo tan solo se levantasen unos anexos a las cuadras y trojes con las que se termina de cerrar el tercer patio del monasterio.

Desgraciadamente los trabajos de Jover se vieron truncados por su temprana muerte, pero hubo más suerte que en otras ocasiones y Fresdelval dio pronto con alguien que reanudase la labor restauradora.

El meritorio proyecto se completaba con un museo y la utilización como capilla pública de la restaurada por Jover, respetando la obra comenzada.

El palacio renacentista, conocido como «Casa de Carlos V», fue rehecho entre 1926 y 1929 por Deogracias Ortega.

El Plan General de Burgos tiene prevista la rehabilitación del monasterio para su uso hotelero.

Años después, Eduardo Carrero estudió la Virgen donada por el fundador al monasterio y hoy conservada en Villatoro.

Por último, Gonzalo Martínez Díez publicó dos obras sobre Fresdelval, tema que eligió en su discurso de ingreso en la Institución Fernán González.

Los fondos documentales más importantes sobre el monasterio de Fresdesval son los siguientes: