Vers 1050 ou 1051, Guillaume de Normandie dit le Bâtard épouse Mathilde de Flandre, qui est sa parente. Mariage interdit par le droit canonique , mais pouvant être accepté par le pape si une dispense est demandée, ce que Guillaume n'a pas fait. L'archevêque de Rouen Mauger, son "demi oncle", fils de Richard II et de la concubine Pépia, qui était son tuteur et qui appréciait peu de perdre son tutorat, lança une excommunication contre le couple. Sous l'influence de Lanfranc de Pavie, écolâtre du Bec-Hellouin, les sentences canoniques furent levées en 1059 et le duc et sa femme s'engagèrent à fonder chacun une abbaye, en signe de contrition.
L'origine de l'Abbaye-aux-Hommes est dans un premier temps liée au mariage du duc de Normandie. Il existe également des raisons politiques, Guillaume, fils légitime de Robert le magnifique et d'Arlette de Falaise, doit combattre pendant toute la première partie de son règne les barons de Normandie, bataille du Val-ès-Dunes (aux moissons de 1047). Il cherche donc à asseoir davantage son autorité sur la basse Normandie où la rébellion a été la plus forte. Cela passe par la construction de châteaux, mais également par la fondation d'abbayes.
La fondation de l'abbaye aux Hommes et comme celle de l'abbaye aux Dames s'inscrit donc dans un dessein politique plus large qui vise à faire de Caen un point d'appui plus proche de la sédition que Rouen qui se trouve dans la partie orientale du duché, d'autre part les batailles de Mortemer 1054 et Varaville 1057 l'incline fortement à construire une importante place forte au centre du duché en même temps qu'un glacis sur les frontières bretonnes.
Guillaume décide donc la fondation d'une abbaye bénédictine dédiée à Saint-Étienne au centre d'un quartier nouveau à l'Ouest de Caen, Le bourg-l'Abbé qui se trouve sur des terrains de paroisses appartenant à la cathédrale de Bayeux qui les cède à la reine Mathilde de sorte que les moines de l'abbaye aux Hommes se trouvent sous la dépendance spirituelle de l'abbesse de Caen. C'est pour se soustraire à cette dépendance qu'ils construisent l'église Saint-Nicolas de Caen pour les paroissiens du Bourg-l'Abbé. La construction de l'abbaye aux Hommes, confiée à Lanfranc devenu archevêque de Canterbury, elle a été construite entre 1063 et 1083.
Le 18 juin 1066, l'abbaye aux Hommes est dédicacée en présence des principaux barons de Normandie, de l'archevêque de Rouen, des évêques de Bayeux, Lisieux, Avranches et Évreux, des abbés du Bec, de Fécamp, de Saint-Ouen de Rouen, du Mont-Saint-Michel, de Saint-Wandrille de Fontenelle, de Saint-Vigor, de Lonlay et d'Évron.
La conquête de l'Angleterre, en 1066, en apportant des moyens supplémentaires, mais aussi la présence de carrières de pierre à ciel ouvert à proximité, expliquent la rapidité de cette construction. Le 25 décembre 1066, Guillaume le Conquérant est couronné roi d'Angleterre, Caen se trouve placé entre les deux moitié de l'État anglo-normand. Le 9 septembre 1087, il meurt à Saint-Gervais de Rouen et est inhumé dans l'église Saint-Étienne. Son épitaphe latine indique : « Hic sepultus est invictissimus Guillelmus Conquestor, Normanniæ Dux, et Angliæ Rex, hujus ce Domus, CONDITOR, qui obiit anno M . LXXXVII [millesimo octagesimo septimo] ».
À la fin mai 1204, le roi de France Philippe-Auguste occupe Caen. Les abbayes caennaises conservent leur patrimoine anglais jusqu'au début du XVe siècle, où Henri IV les confisque pour subventionner la reprise de la guerre de Cent Ans. La guerre de Cent Ans met l'abbaye en première ligne des combats. Après la prise de Caen par les Français en 1346, les religieux reçoivent l'ordre de fortifier l'enceinte, Saint-Étienne se trouvant en dehors des fortifications de la ville. Le 4 septembre 1414, Henri V s'empare de Caen, la trahison d'un moine de l'abbaye de Saint-Étienne joue un rôle décisif dans cet épisode, mais préserve les tours de façade de l'abbatiale de la destruction qu'avait projeté les défenseurs français. Le 11 juin 1450, le roi de France Charles VII réoccupe Caen.
En 1562 et 1563, pendant les guerres de religion, l'église est pillée par les troupes de Montgommery puis abandonnée. Les vitraux, les orgues et le mobilier sont détruits. Le tombeau de Guillaume le Conquérant, magnifique mausolée en marbre, surmonté d'un gisant, et qui fut édifié à la demande de son fils Guillaume le Roux, roi d'Angleterre est profané en 1562 par les protestants.
Dévastée lors des guerres de Religion, l'église de l'Abbaye-aux-Hommes était dans un état de délabrement tel que la tour-lanterne de la croisée du transept s'effondra et endommagea le chœur dont la restauration fut menée entre 1599 et 1604. En 1663, la réforme des bénédictins de Saint-Maur fut introduite à l'Abbaye-aux-Hommes et, dès 1704, la reconstruction des bâtiments conventuels fut faite sur les plans de dom Guillaume de La Tremblaye, architecte de la congrégation, qui dirigea aussi des travaux au Bec-Hellouin, à Saint-Vincent du Mans, à Saint-Laumer de Blois, etc.
Le 26 mars 1789, se réunit dans l'abbaye, l'assemblée de la noblesse du bailliage de Caen. Le 2 novembre 1790, les religieux sont chassés de l'abbaye en vertu de la loi du 13 février-19 février 1790. Le 6 décembre 1790, la ville décide d'acheter l'abbaye aux Hommes « au nom des pauvres de l’Hôtel-Dieu » ; mais le bâtiment est finalement alloué à différentes administrations. En 1793, l'église Saint-Étienne est transformée en temple dédié au culte de la Raison et de l'Être suprême. Les bâtiments conventuels sont transformés en lycée au XIXe siècle. En 1944, durant la seconde Guerre mondiale, les Caennais se réfugièrent dans l’Eglise et le lycée pour échapper aux bombardements qui rasèrent la ville dans sa presque totalité.
Les bâtiments monastiques du XVIIIe siècle de l'Abbaye-aux-Hommes, abritant le cloître, des salles lambrissées parées de tableaux et la Salle des Gardes, sont aujourd'hui le siège de l'Hôtel de Ville, depuis Janvier 1965. A l’intérieur de l’abbatiale, impossible de manquer l’imposant tombeau de Guillaume le Conquérant dans le chœur gothique. Pensez à lever les yeux sur les sculptures qui ornent les colonnes ! L’ancienne Boulangerie a été transformée en Musée de la Nature. Le Palais Ducal accueille l’artothèque de Caen et son rez-de-chaussée, la Salle des Piliers, sert de salle de réception. L’architecture et les décors intérieurs des bâtiments constituent une visite à ne pas manquer.
Il n'en reste pas moins que l'église Saint-Etienne reste un chef-d'œuvre de l'art roman. Dépouillement et simplicité s'allient pour mettre en lumière l'harmonie des proportions et l'équilibre des volumes. Le style de l'abbaye aux hommes est influencé par l'art lombard. Lanfranc est d'ailleurs originaire de Lombardie et sa ville, Pavie est sous le patronage de saint Étienne. Les tours de la façade possèdent une architecture proche de celles visibles à Ravenne et Milan. En résumé, l'abbatiale Saint-Étienne est héritière des innovations accomplies dès 1040 à Notre-Dame de Jumièges, elle-même s'inscrivant dans la tradition carolingienne et ottonienne : alternance des piles, vastes tribunes voûtées, articulation en doubles travées, déambulatoire, massif à deux tours. D'autres éléments sont totalement nouveaux : façade harmonique, continuité parfaite entre le vaisseau de nef et la façade, coursière faisant le tour de l'édifice et voûtement sexpartite. L'influence de cette abbaye, dont la construction coïncide avec la conquête de l'Angleterre par les Normands, apparaît à Winchester, Ely, Peterborough ou encore à la cathédrale de Durham.
L'église Saint-Étienne est orienté est bâti selon un plan en croix latine terminé par un chevet semi-circulaire à déambulatoire. La nef à trois vaisseaux est divisée en huit travées, le transept en comporte deux, le choeur est précédé de trois travées et le chevet est entouré de sept chapelles rayonnantes. La façade occidentale est flanquée de deux tours de plan carré. Le bras sud du transept ainsi que l'angle sud de la nef sont reliés aux bâtiments conventuels. La première église possédait un choeur roman de type bénédictin remplacé à la fin du XIIe siècle par un choeur gothique, oeuvre de maître Guillaume (épitaphe).