Anlässlich der Übertragung des Kirchspiels Leisnig an das Kloster wird es in einer Urkunde 1192 erstmals erwähnt. Der Abt Hildebert aus Sittichenbach zog mit zwölf Mönchen und zwölf Laienbrüdern im August 1192 in Buch ein. Demnach war Buch ein Tochterkloster von Sittichenbach.
Von Burggraf Heinrich III. auf Mildenstein ist die Gründung vom Kloster ausgegangen. Im Laufe der Zeit erhielt das Kloster weitere Schenkungen. Schließlich besaß es 52 Dörfern. Ab 1309 gehörte dem Kloster die Stadt Belgern einschließlich der Elbfähre. Auch in Oschatz und Leipzig besaß das Kloster Höfe.
Nach einem Streit der Burggrafen von Leisnig mit dem Kloster im Jahre 1365 zwangen die Meißner Markgrafen die Burggrafen zum Verkauf der Burggrafschaft, die in die Markgrafschaft als castrum eingegliedert wurde.
1441 erhielt der Abt Rechte, die gewöhnlich Bischöfen vorbehalten waren. In der dem Kloster gehörenden Stadt Belgern entstand 1486 eine Ordensschule der Zisterzienser. Hier wurden junge Mönche auf das Studium vorbereitet, insbesondere auf den Besuch des zisterziensischen Studienkollegs an der Universität Leipzig.
Als Abt Antonius Dytz 1525 starb, wurde das Kloster im Zuge der Reformation aufgelöst. Die noch im Kloster lebenden Mönche erhielten nach ihrem Rang Teile des Klostergutes für ihren Lebensunterhalt bzw. Geld für ein Handwerk.
Schrittweise erfolgte ein Verkauf der Klostergüter. 1548 wurde der Besitz dem Klosteramt Buch zugeordnet und ein Amtserbbuch erstellt. 1567 erhielt Johann von Zeschau das Klostergut als erbliches Lehen und es wurde Rittergut. Nach dem Dreißigjährigen Krieg ersteigerte es die Fürstenschule Grimma und in deren Besitz blieb es bis 1836.
Nach 1945 wurde es ein Volkseigenes Gut.
Ab 2000 ist die Klosteranlage Eigentum des Fördervereins Kloster Buch e. V. Damit begann die Umgestaltung in ein kulturhistorisches Zentrum.
Heute finden im Kloster Ausstellungen, Veranstaltungen und Führungen statt. Besuchermagnete sind die monatlichen Bauernmärkte sowie das Kloster- und Erntedankfest im September. Jährlich kommen zehntausende Besucher in das Kloster.
Von den mittelalterlichen Klostergebäuden haben sich bis heute die Ostteile der Kirche, das Kapitelhaus, die Infirmie, das Abthaus und mehrere Nebengebäude erhalten.
