Aparece citado en la documentación histórica a partir del año 800 como Obarra, Ouuarra, Huuarra, Ubarra, Uuarra, Uuabarra y Warra.

Buesa estima que inicialmente hubo un monasterio hispanovisigodo fechado en torno al siglo VII.

En el siglo XIII se vivió un momento de auge a causa del apoyo prestado por la nobleza, en particular por la poderosa baronía de Espés,[8]​ que lo enriqueció con donaciones y en la iglesia levantó su panteón familiar.

Su construcción fue llevada a cabo por maestros lombardos y terminó en tiempos de abad Galindo (1003-1025).

[11]​ Por su parte, Esteban asegura: "Entre las iglesias que los maestros lombardos construyeron en el territorio aragonés, el monumento más importante conservado hasta nuestros días es el de Santa María de Obarra, cuyo grandioso proyecto con alguna probabilidad fue concebido a finales del siglo X y desarrollado en el primer cuarto del siglo XI".

[13]​ Está construida con sillarejo, la planta es rectangular, con tres naves, de las que la central es más ancha y alta.

En el exterior del ábside central constituye una novedad el friso de celdas romboidales, que se ha relacionado con el arte islámico.

Dos puertas, situadas a los pies del muro sur, dan acceso al templo.

La más pequeña es la primitiva, es románica y está junto al arranque de la torre, tiene un arco de medio punto y lleva225 una arquivolta, presenta dos capiteles con decoración esquemática que constituyen el único elemento escultórico del conjunto.

Se trata de una construcción sobria en la que no figura ningún motivo ornamental.

Sirvió como residencia del abad y además contenía almacenes para guardar los tributos en especie de los territorios bajo su jurisdicción.

[16]​ El monasterio de Obarra, entre otras dependencias, tuvo un molino harinero movido por las aguas del río Isábena.

Diversas edificaciones se han superpuesto al molino original a lo largo del tiempo.