Santa María de Valdediós es el monasterio cisterciense más tardío de la región y el único que se funda ex novo por Alfonso IX en el Valle de Boiges, cuyo territorio había adquirido previamente por permuta con San Vicente de Oviedo. El documento fundacional, una carta de privilegio extendida en Santiago el 27 de noviembre del año 1200, no hace mención expresa al origen de los monjes destinatarios de la donación, pero está reconocida su filiación al monasterio coruñés de Santa María de Sobrado, monasterio al que lo vincula el historiador cisterciense Manrique, y del que parece depender hasta 1515, cuando pasa a pertenecer a la Congregación Cisterciense de Castilla.

Según la costumbre de la orden de renombrar los lugares con una evocación a la divinidad, con la llegada de los monjes blancos a Boiges, el viejo topónimo es sustituido por el de Valdediós, que también había sido empleado en un monasterio francés de la región del Alto Loira.

Desde la fecha de fundación hasta el comienzo de la construcción del templo monástico, transcurrieron casi 20 años. Se ha conservado una inscripción en el tímpano de la portada norte que aporta datos sobre el comienzo de las obras, en mayo de 1218, y de su constructor el Maestro Gualterio que aplicó el modelo benedictino con una serie de alteraciones.

Resulta paradójico que una construcción de fundación regia y sucesivamente favorecida por la corte, en la que existieron suficientes medios constructivos, según se desprende de la calidad del aparejo de cantería regular en su conjunto y de las grandes proporciones -las mayores del románico regional- y en la que trabaja un maestro de nombre extranjero, no se apliquen los sistemas planimétricos característicos de los templos cistercienses, que tienden a multiplicar las capillas del testero en las que los monjes puedan cumplir con el precepto de la celebración litúrgica diaria. Las soluciones arquitectónicas arbitradas por las casas de la orden para cubrir esa función consistieron en un primer momento en abrir directamente en el transepto múltiples capillas de muro de testero recto, que originaban una estructura de gran sencillez volumétrica y formal, con posterioridad, se aplica otros esquema más complejo que deriva del templo monástico de Crairvaux, en el que se disponían entorno a una desarrollada girola capillas radiales tangentes, también abiertas en los brazos del transepto. Estas tipologías son las generalmente aplicadas en los templos cistercienses, que, no obstante, aceptan otras disposiciones, como la que enfila las capillas laterales de testero común recto entorno a la central, más desarrollada y de trazas semicirculares, modelo que en Asturias se proyecta en Villanueva de Oscos.

Sin embargo, en Valdediós, el testero enlaza con la tradición benedictina de los tres ábsides semicirculares escalonados, estos están precedidos de un tramo recto y se abren en el transepto sin aprovechar la totalidad de su anchura, ya que resta aún un espacio en los extremos. El conservadurismo de esta zona del templo se manifiesta igualmente en las cubiertas, que combinan la bóveda de cañón algo apuntado y la de horno.

Los ábsides se corresponden perfectamente con las tres naves que se ven interrumpidas ante ellos por otra transversal, acusada ligeramente en planta, siendo precisamente el transepto el elemento que marca la diferencia planimétrica con los grandes templos monásticos asturianos anteriores. Además, como en ellos, el imafronte recibe un tratamiento estructural y plástico en sus tres portadas que es innecesario en el templo de una comunidad que no contempla la comunicación con el exterior, puesto que no está abierto al pueblo, y en el que todo gira entorno a claustro.

En Valdediós el claustro románico ha sido sustituido por otro de estilo clasicista construido entre los siglos XVI y XVIII, pero aún pervive la portada románica abierta en el último tramo de la nave meridional que ha tenido el mayor protagonismo en la vida monástica por comunicar con las dependencias comunitarias dispuestas entorno a las crujías del claustro. Otra portada emplazada en la fachada norte del transepto conducía al cementerio.

Así pues, en lo relativo a la planta, tratamiento del testero y disposición de las portadas no se aprecian en Valdediós soluciones que marquen la distancia respecto a los templos benedictinos, salvo quizá sus mayores proporciones. Y lo mismo se puede decir en lo que concierne a la estructura de los vanos. En efecto, tanto las portadas como las ventanas adoptan la forma semicircular y abocinada con varias roscas concéntricas.

Las intervenciones realizadas desde el siglo XVII en el imafronte de Valdediós, al que se añadió un pórtico, se cegaron las portadas laterales y se ocultó parcialmente la nave de la derecha al englobarla dentro de una estructura que da acceso a las dependencias monásticas, imposibilitan la apreciación del conjunto. Este presentaba originalmente un armónico escalonamiento de los volúmenes de sus tres naves, que se realzaban con las correspondientes portadas y ventanas. De ellas, la central es un óculo, vano característico del románico tardío que constituye una simplificación del rosetón gótico, que aquí se interpreta con una evidente reducción de proporciones y supresión de la tracería. El cuerpo de la nave central en el que se abren la portada principal y el óculo, destaca en altura respecto a los de las naves laterales y se realza con una espadaña, esta se construye cuando el templo por necesidades funcionales al prescindir de la torre campanario que el cister rechaza como elemento ostentoso y superfluo. Aunque su formulación ha sido alterada con el añadido del arco superior y de algunos elementos ornamentales, dan cuenta de su estado inicial los dos arquillos semicirculares doblados del cuerpo bajo, que descansan sobre jambas acodilladas y se apuntalan con pequeños contrafuertes articulados con boceles, listeles y estilizadas columnillas.

La portada principal se corresponde la nave mayor y se abre en el cuerpo central del imafronte, que destaca en planta y en alzado con el óculo y el remate de la espadaña. Esta portada es la de estructura más desarrollada y la más rica en ornamentación. Tiene tres arquivoltas semicirculares que delimitan un tímpano y se envuelven con guardapolvo, todo ello apoyado sobre jambas acodilladas con cuatro columnillas e impostas cuyo ornato apenas difiere del de los templos románicos del entorno: zigzag en las arquivoltas exterior e interior, en esta última doble en la arquivolta y sencillo en el intradós e inscribiendo rosetas de botón central en el perfil dentado del arco; las tetrapétalas recorren el arco intermedio en sus dos caras y el intradós del arco externo; las impostas y guardapolvo se cubren con billetes. En los capiteles se aplican diferentes versiones de tallos vegetales y cintas enlazadas, inscribiendo piñas y hojas que suponen una interpretación evolucionada de un modelo comentado para Santa Eulalia de Ujo y diversos templos de Villaviciosa, Amandi principalmente, con los que además los relacionan los signos lapidarios. Entre los tallos vegetales, en los dos capiteles exteriores del lado derecho se inscriben pequeñas cabezas humanas que también aparecen en Selorio y se repiten más toscas y simplificadas, al margen de la vegetación en los templos arcaizantes de Santo Tomás de Coro y Santamera.

La portada izquierda es más sencilla como las restantes del templo. Tiene dos arquivoltas molduradas con boceles y guardapolvo y como la portada principal, tímpano sin esculpir. Se apoyan elementos en jambas que llevan acodilladas dos columnas de capiteles con apomados como remates de hojas muy planas, apenas despegadas de la cesta. El ornato es más austero en los restantes elementos, destacando las puntas de diamante del guardapolvo. Sobre cada una de las portadas laterales se emplaza una ventana, destinada a iluminar la nave correspondiente desde el imafronte y articular y embellecer su muro. Del resto de las portadas destacan la abierta en el brazo septentrional del transepto tanto por su desarrollo (tres arquivoltas con boceles y medias cañas y guardapolvo moldurado). Como por incluir en su tímpano la inscripción ya comentada, por otra parte, es la portada más austera en lo referente a la ornamentación; las columnas acodilladas – tres a cada lado- rematan en capiteles de talla muy plana. Decorados con hojas lanceoladas tangentes, en lado izquierdo – motivo bastante repetido en los centros de la orden -, y con apomados vegetales en el derecho, sin que ningún otro elemento de ella ofrezca ornamentación esculpida. Se abre en una fachada articulada de tres calles, la central realzada en planta y dos pisos, y sobre ella, se eleva la ventana más desarrollada del conjunto arquitectónico.

La portada que comunica con el claustro carece de tímpano y tiene dos arquivoltas molduradas, similares a las de los ejemplos comentados anteriormente. Aunque es más sencilla tectónicamente la decoración esculpida alcanza mayor protagonismo en los capiteles de motivos vegetales muy planos y frutos en los ángulos y en el guardapolvo, de puntas de diamante.

Las ventanas, salvo el óculo central del imafronte, parten también de modelos románicos, pero adquieren mayor protagonismo por número, proporciones y desarrollo, e iluminaban abundantemente el espacio interno, dando origen a una claridad y diafanidad lumínicas – hoy desvirtuadas al haber sido cegados los vanos meridionales y encontrarse ocultos los de las capillas – bien diferenciadas de los espacios en penumbra románicos. Favorecen esta nueva estática lumínica, no exenta de un sentido alegórico, la mayor amplitud de los vanos y aislamiento mediante translucidas placas de alabastro que no alteran la luminosidad natural, potenciada aún por la blancura original de la piedra.

La estructura de las ventanas de las naves repite el esquema románico, de roscas semicirculares concéntricas sobre columnillas de capiteles desornamentados. Destaca la abierta en el muro norte del transepto por su amplitud y desarrollo estructural, con sus tres arquivoltas con boceles sobre estilizadas columnillas, aunque amplias las dos ventanas laterales del imafronte presentan unas trazas más sencillas, de arco de medio punto sobre columnas con capiteles de grandes hojas planas, curvadas en sus ápices.

En los testeros, el único vano de las capillas laterales es de gran sencillez, adquiriendo mayor relieve los tres abiertos en el ábside central. Con independencia del emplazamiento, todos ellos tienen como rasgo común, la sobriedad ornamental de la que no se salvan ni el óculo, solo orlado por una moldura de billetes, ni los capiteles.

También la articulación mural de los ábsides y la formulación de las cornisas sobre canecillos repiten esquemas ya vistos en templos de cabecera triple. En efecto mientras que los laterales mantienen las superficies murales lisas, el ábside central está articulado por cuatro columnas que arrancan del zócalo y se prolongan hasta la cornisa. Esta descansa en los capiteles de las cuatro columnas y en los canecillos, que también se disponen en los ábsides laterales y en las naves. Como en los restantes capiteles del templo los de la capilla mayor son del tipo fitomorfo y los repertorios de los canecillos se limitan a repetir formas geométricas.

Tanto los elementos conservadores y relacionados con el románico del entorno, como los más evolucionados e innovadores que se comentan, cuentan con paralelos en los templos leoneses, pertenecientes como Valdediós al cister. Así, el trazado de Sandoval con sus tres naves, transepto poco acusado y triple ábside escalonado, coincide prácticamente con el del monasterio asturiano y lo mismo se puede decir del templo zamorano de San Martín de Castañeda, también perteneciente al cister.