649 wurde das Kloster vom Mönch Wandregisel mit Unterstützung des Bischofs von Rouen Audoneus, der aus dem Pariser Adelskreis stammte, gegründet. Von den merowingischen und karolingischen Bauten ist nichts Konkretes bekannt, allerdings war Ansegise, seit 795 ein enger Vertrauter von Karl dem Großen, hier bereits vor 800 Mönch und von 823-833 Abt. Ab 807 war Ansegise Abt in Saint-Germer-de-Fly (obj-649) und führte die Oberaufsicht über die karolingische Bautätigkeit. Unter Ansegise ist die Kirche von Fontenelle umgebaut worden, und sie erhielt einen Westbau. 862 wurde bei einem Wikingereinfall die Abtei zerstört. 1008-1031 erfolgte ein teilweiser Neubau, wieder mit Westbau. Nach einem Brand 1248 umfassende gotische Erneuerung, die 1331 weitgehend abgeschlossen war. In den Hugenotten-Kriegen des 16. Jahrhunderts erfolgten erste Zerstörungen und in der Revolution die Auflösung des Klosters. Die Bauten von 1248-1331 sind heute Ruine.

En 649, le monastère a été fondé par le moine Wandregisel avec le soutien de l'évêque de Rouen Audoneus, issu de la noblesse parisienne. On ne sait rien de concret sur les constructions mérovingiennes et carolingiennes, mais Ansegise, proche de Charlemagne depuis 795, y était déjà moine avant 800 et abbé de 823 à 833. A partir de 807, Ansegise fut abbé de Saint-Germer-de-Fly (obj-649) et exerça la haute surveillance sur les constructions carolingiennes. C'est sous Ansegise que l'église de Fontenelle a été reconstruite et qu'elle a reçu un bâtiment occidental. En 862, l'abbaye a été détruite lors d'une invasion viking. Une reconstruction partielle a eu lieu en 1008-1031, avec à nouveau un bâtiment occidental. Après un incendie en 1248, une rénovation gothique complète fut entreprise, qui fut en grande partie achevée en 1331. Les guerres huguenotes du 16ème siècle entraînèrent les premières destructions et la dissolution de l'abbaye pendant la Révolution. Les bâtiments de 1248-1331 sont aujourd'hui en ruines.