Die einfache Zelle eines Missionars und Einsiedlers steht am Anfang: der spätere Hl. Alto kommt von den britischen Inseln und wirkt 750 n. Chr. hier zwischen Amper und Lech, nicht weit weg von der Römerstraße von Augsburg nach Freising.
Um 970 übernehmen die Welfen das inzwischen entstandene Benediktinerkloster, das noch den Hll. Peter und Paul geweiht ist.
1056 wird der Konvent von Benediktinerinnen übernommen, die aus dem schwäbischen Kloster Weingarten (bei Ravensburg) übersiedeln.
Im Mittelalter als Versorgungsanstalt für Adels- und Patriziertöchter genutzt, schwindet der Einfluss der Abtei in geistlicher Hinsicht, und nicht zuletzt wirtschaftliche Probleme führen dazu – nachdem zwischenzeitlich die Wittelsbacher die Herrschaft innehatten –, dass von 1469 an die Herzöge von Landshut das Sagen haben.
1481 tritt Graf von Sandizell mit seiner Frau in das Kloster der Birgitten in Maihingen (nähe Nördlingen) ein. Als herzoglicher Verwalter nutzt er seinen Einfluss: das Benediktinerkloster wird 1488 unter Papst Innocenz VII. aufgehoben und geht 1496/97 an den Erlöserorden der Hl. Birgitta von Schweden.
Bis zur Auflassung im Zuge der Säkularisation 1803 ist Altomünster nicht nur ein Kloster mit einer Kirche, die zwei Heiligen geweiht ist: dem Hl. Alto und der Hl. Birgitta – es ist auch ein Doppel-Kloster: im alten Konventgebäude leben die Nonnen, in einem umgebauten Wirtschaftstrakt die Mönche.
Um 1600 ist das Kloster ein großer Arbeitgeber mit Gutshof und weiteren 350 Anwesen im heutigen Oberbayern, aber auch Weingütern in Tirol.
1763 wird die Kirche, eine romanische Basilika aus dem 11. Jh., im Stil des Spät-Rokoko und damit in ihre heutige Form umgestaltet durch Johann Michael Fischer.
Nach der Säkularisation erfolgt 1842 die Wiedergründung als Kloster des Birgittenordens.
Bis zur Zeit des II. Weltkriegs wächst der Konvent bis auf 59 Nonnen, 2002 sind es jedoch nur noch sechs.
Im Januar 2017
übernimmt das Erzbistum München und Freising das Kloster. Dies war so durch ein Dekret des Vatikans angeordnet worden. Planungen über die künftige Nutzung laufen derzeit. Das
Museum Altomünster mit seiner Ausstellung zur Geschichte des Klosters und des Birgittenordens ist weiterhin geöffnet.