La edificación del monasterio cisterciense, tal como se conserva en la actualidad, comenzó aproximadamente en el año 1163, es decir, a unos diez años de su fundación, siguiendo la práctica habitual. Se encuentra documentado que en ese mismo año Arnau de Bordells realizó una donación para la construcción definitiva en piedra y que Ramón de Cervera, señor de Espluga Jussana, autorizó a los monjes a extraer la piedra necesaria para levantar el monasterio y sus dependencias. Los edificios cistercienses prestaban especial atención al entorno y al emplazamiento, siendo fundamental contar con una corriente de agua próxima que permitiera extraer los canales necesarios para el complejo.
Al fundar un monasterio cisterciense se erigían inicialmente unas estancias provisionales para la vida comunitaria, en espera de la construcción del gran edificio definitivo, que solía iniciarse entre diez y veinte años después, aunque en algunos casos ya existía alguna edificación antigua y modesta donde los monjes comenzaban su residencia. Al iniciar las grandes obras en piedra se levantaba rápidamente una pequeña capilla, que posteriormente se destinaba a funciones como la de enfermería y, en el caso de Poblet, contaba incluso con un pequeño claustro, conocido como claustrillo de San Esteban o de la Enfermería, dedicado al santo patrono de la iglesia; dicha capilla, más tarde, se convirtió en capilla funeraria, constituyendo junto a su claustro el núcleo más antiguo del recinto, del siglo XII.
Mientras los monjes residían en este núcleo, se fue construyendo la iglesia definitiva entre los años 1162 y 1196, y en el año 1200 se completó el muro norte contiguo al claustro. Seguidamente, se edificó la primitiva sala capitular—que sería transformada años después—la antigua sacristía, el locutorio y el dormitorio de los monjes en el piso superior. Durante la mitad del siglo XIII se realizaron ampliaciones y renovaciones, como evidencian diversos documentos de donaciones y testamentos; entre 1225 y 1234 se menciona la obra del refectorio de conversos y, en 1243, se hace referencia a la construcción del dormitorio, lo que sugiere que a mediados de dicho siglo ya estaban levantados al menos tres de los cuatro lados del claustro. Donaciones realizadas en 1249 y 1250 indican que los fondos se destinaron a las obras del “nuevo capítulo” y a la ornamentación de la “sacristía nueva” y el “nuevo dormitorio”, es decir, a sustituir o remodelar las estancias originales de finales del siglo XII.
El monasterio se amplió en el siglo XIV con la construcción del atrio del obispo Copons, la bodega que sustituyó al dormitorio de legos y un dormitorio para monjes jubilados, y hacia finales de ese mismo siglo se edificó el complejo conocido como el palacio del rey Martín el Humano. Finalmente, entre 1789 y 1792 se construyó la nueva sacristía, adosada al muro sur de la iglesia y ocupando parte de la línea de la muralla.