Da i grandiosi criptoportici tuttora visibili, facenti parte del muro che la delimita a valle, è facile ipotizzare che l’Abbazia di san Nilo a Grottaferrata sia una costruzione romana. Alcuni ritengono addirittura che i resti di questo complesso appartenessero alla celebre villa di Marco Tullio Cicerone, ipotesi non verificata ma neanche scartata del tutto dal momento che già un'altra piccola costruzione di epoca romana, ritenuta una tomba dell'ultimo periodo repubblicano e nel Medioevo consacrata al culto cristiano, si è certi si trovasse entro la stessa area. Era costituita da due ambienti coperti da volte a crociera, illuminati da piccole finestre protette da robuste inferriate, denominata in un'antica iscrizione come "crypta ferrata", iscrizione che prima ancora dell'anno 1000, avrebbe dato il nome di Grottaferrata al luogo al luogo in cui sorgeva quell’antica costruzione.

L’abbazia vera e propria vide la sua origine intorno all’anno 1024, quando l'abate Nilo, nato a Rossano Calabro, ma di origine e formazione greca, dopo aver lasciato la Calabria sfuggendo alle incursioni dei Saraceni e dopo aver vagato per lungo tempo, aveva costruito insieme ai suoi monaci proprio nel territorio di Grottaferrata una modesta casa per accogliere i pellegrini. Dalla casa venne poi costruita una chiesa, primo insediamento dell’abbazia che del suo fondatore divenuto poi Santo porta il nome. Occorre ricordare però che è all’abate Bartolomeo che si deve la costruzione del monastero e la continuazione della tradizione del monachesimo orientale - che basa la sua dottrina su quella di San Basilio - e l'indirizzo operoso della comunità alla composizione e alla trascrizione di inni sacri.

Nel secolo successivo alla posa della prima pietra, per donazioni dei conti del Tuscolo e dei pontefici romani, le proprietà terriere del monastero si accrebbero notevolmente sotto la sapiente amministrazione dei monaci. Ma le lotte fra Albano e Tuscolo e le guerre tra Romani e Tuscolani costrinsero poco dopo i monaci a trasferirsi a Subiaco, abbandonando per circa 30 anni l'abbazia. L'abbazia riprese vita solo nel 1191, e nei secoli successi venne più volte coinvolta nelle spiacevoli vicende che attanagliarono la Chiesa: il periodo avignonese prima, lo scisma d'Occidente poi. Con l'istituzione della Commenda nel 1462, per volere di Pio II, il cardinale Giovanni Bessarione, dotto umanista greco, ridonò all'abbazia un periodo di pace e di notevole ripresa, anche se non mancarono successivi episodi di occupazione e di distruzione. Per tutelare l’Abbazia vennero allora innalzate poderose fortificazioni costituendo quel castello, ancora esistente, che prende il nome di Roveriano. Nel 1820 l'abbazia venne dichiarata monumento nazionale per il suo patrimonio artistico, culturale e religioso, e nel 1824 il Papa Leone XII soppresse la Commenda rimanendo unico abate Nilo III Alessandrini. 

L'arte scrittoria è stata la prima e principale attività dei monaci di S. Nilo e per la qualità e l'abbondanza della produzione, dona al monastero il nome di officina librorum, integrata fino dal 1888 da una modesta tipografia che nel primo decennio del 1900 si è trasformata, con ricche attrezzature, nella scuola tipografica italo-orientale e che oggi, pubblica preziose edizioni soprattutto di libri liturgici delle Chiese orientali.

A testimonianza della lunga e tortuosa storia dell'abbazia e dell'attività che nei secoli si è svolta nel suo interno, è stato organizzato sul finire dell'Ottocento al piano terra del palazzo dei Commendatari, un Museo che raccoglie oggetti di scavo di epoca preistorica e romana rinvenuti nelle aree più prossime e nel territorio tuscolano.