San Pedro de Villanueva está declarado Monumento Histórico Artístico desde 1907. Cangas de Onis se encuentra a orillas del rio Sella y está considera la primera capital del Reino de Asturias al inicio de la Reconquista.

El origen de esta iglesia se remonta al 746 (siglo VIII) a los tiempos del rey de Asturias Alfonso I, no obstante nada se conserva de este templo más que referencias documentales. Lo que ahora vemos se corresponde al monasterio benedictino fundado a finales del siglo XII o principios del XIII con todas las reformas realizadas durante los siglos XVII y XVIII.

Según cuenta la leyenda, la iglesia estaría construida sobre la residencia del rey Favila (737-739) hijo de Pelayo, que según se dice murió a consecuencia del ataque de un oso. Su hermana Hermesinda casada con el rey Alfonso I (739-757), convenció a su esposo para que construyera una iglesia en recuerdo de su hermano Favila y que sirviera además de panteón real.

La iglesia románica en origen era de tres naves, la central más ancha y alta que las laterales, y la cabecera de tres ábsides semicirculares escalonados. En 1775 (siglo XVIII) se derriba la iglesia a excepción de la cabecera, se construye una sóla nave y se cubre con bóveda de arista de ladrillo. La nave de tres tramos se sustenta mediante arcos fajones. La bóveda se encuentra estucada y pintada con motivos geométricos, grecas, simbolos etc. Por tanto de la iglesia actual sólo se conserva de su estilo románico, la cabecera con los tres ábsides y el resto junto con el monasterio es de época posterior.

La unión de la cabecera con la nave se realiza a través de tres arcos de medio punto que apoyan en columnas con capiteles figurados y por encima de estos abacos e impostas ajedrezadas.

Los ábsides se cubren con bóveda de horno, mientras que el tramo recto que le precede con bóveda de cañón. La fábrica de la cabecera está realizada en silleria de excelente calidad.

Al exterior el ábside central lleva adosadas al muro, dos columnas con basas y capiteles. El fuste muy estilizado recorre toda la altura del ábside. La iluminación del interior se realiza a través de una ventana tipicamente románica. Formada por un arco de medio punto apoyada en pequeñas columnas adosadas, dispone de guardapolvos, capiteles y roscas decoradas. Los ábsides laterales se iluminan a traves de un vano tipo saetera acabados en medio punto. Por la parte superior de los ábsides corre una linea de canecillos con diversas figuras, algunas de ellas de caracter erótico.

Tiene la iglesia dos portadas, la principal situada en la fachada sur, se compone de un arco de medio punto formada por cuatro arquivoltas, abocinada y con guardapolvos. Las arquivoltas se decoran con rosetas estilizadas de cuatro petalos (flores cuatrifolias) y decoración en zig-zag. Apoyan en tres columnas a cada lado con capiteles decorados. Los capiteles llevan decoración zoomorfica (animales afrontados), vegetales e historiados. Entre estos últimos destacan dos escenas en las cuales se ve como un caballero montado a caballo se despide de su dama al marchar a la guerra, en el otro un caballero sale de caza con su halcón mientras se despide de su esposa. Según algunos autores estas representaciones historiadas hacen referencia al rey Favila en cuyo recuerdo se levantó la iglesia original.

La segunda portada situada en la fachada oeste, a los pies de la iglesia, es muy sencilla, pues no dispone de decoración. Da acceso a la capilla de San Miguel.

El monasterio disponía de un claustro románico situado a los pies, en la actualidad sustituido por otro barroco construido entre 1674 y 1694 (siglo XVII). Del anterior románico tan sólo se conserva una triple arcada de medio punto apoyada en haces de cuatro columnas con capiteles de decoración floral estilizada. La puerta que permitía el paso desde el claustro a la iglesia hoy en día está cegada.

En la actualidad dispone de una torre-pórtico de planta cuadrada construida en 1689 (siglo XVII). De tres cuerpos el inferior está abierto al exterior y en su hueco se aloja la puerta principal ya comentada. Sustituye esta torre a otra más antigua.

La iglesia tenía una pila bautismal digna de interés, que se conserva en el Museo Arqueológico Nacional.

En la actualidad el monasterio forma parte de la Red Turistica de Paradores Nacionales, y debido a ello toda su estructura y distribución se encuentra bastante modificada para adaptarlo al uso hotelero. El monasterio fue abandonado en 1835 tras la expulsión de los monjes por orden de Mendizabal.