El origen del conjunto se encuentra en una fortificación árabe construida en el siglo IX y encargada por Jalaf ibn Rasid, con motivo de las luchas contra los carolingios que ocuparon el condado de Sobrarbe. De este periodo no se conservan aparentes restos arquitectónicos. En 1064, tras la toma de Barbastro por el rey Sancho Ramírez, la fortaleza pasa a manos cristianas y se establece una guarnición militar y una comunidad religiosa. Se construyen varias edificaciones, militares y defensivas unas, y religioso otras. El conjunto está rodeado por una muralla de doble lienzo almenado y protegido por varios torreones; uno de ellos utilizado posteriormente por la colegiata como campanario. A la plaza superior se accede a través de una puerta dovelada y mediante una rampa escalonada en zig-zag.

La fundación canónica de Alquézar fue ordenada por el rey Sancho Ramírez y confiada al abad Sancho y adscrito al monasterio de San Cucufate en Lecina, entre los años 1071 y 1074. En 1074 el rey Sancho Ramírez hizo un intento de crear una canónica, aunque en 1080 pasó a pertenecer a Roda de Isábena. Posteriormente, hacia 1083, el abad Galindo inició las obras de ampliación mandando construir las dependencias canonicales y la iglesia de Santa María. Su consagración tuvo lugar en 1099.

A este primer periodo románico pertenecen también algunas partes de la muralla, la parte inferior de la torre campanario, la torre albarrana y el paño norte y este de la torre vigía y los restos de la capilla de Santa María Magdalena.