L'abbaye de Nivelles (ou abbaye Sainte-Gertrude de Nivelles) fut fondée vers 648-649 par la veuve de Pépin de Landen, Itte Idoberge avec le concours de l'évêque saint Amand.
À son origine, elle abritait des moniales. La communauté fit appel à des moines irlandais de l'abbaye de Péronne ; Feuillen, dirigeant de Péronne, envoya les plus âgés à Nivelles et les plus jeunes à Fosses à 30 km de Nivelles. Nivelles devint une communauté double dirigée par un abbé et une abbesse, et plus tard uniquement par une abbesse. Au IXe siècle, commence un processus de sécularisation qui se terminera au XIIe siècle.
Dès le XIIe siècle, toutes les religieuses furent nobles (elles sont appelées dominae, on parle de capitulum et de monasterium nobile), mais le premier texte qui institue les recrutements des chanoinesses exclusivement dans la noblesse date de 1462.
L'abbaye de Nivelles a été fondée en 640 par la veuve de Pépin de Landen, Itta de Metz, avec sa fille, Gertrude de Nivelles, et avec le soutien de l'évêque Saint-Amand. L'abbaye a commencé comme une communauté de moniales ; elles sont rejointes plus tard par des moines irlandais de l'abbaye du Mont Saint-Quentin, envoyés par l'abbé Foillan pour apporter leur soutien aux moniales. Un groupe de moines s'installa à Nivelles et il devint bientôt un monastère double, dirigé soit par un abbé et une abbesse, plus tard seulement par une abbesse. À ce stade, l'abbaye subit l'influence du monachisme irlandais, qui met fortement l'accent sur une ascèse sévère.
Au IXe siècle commença un processus de sécularisation de la communauté qui s'acheva peut-être au XIIe siècle. L'abbaye avait des liens étroits avec la famille royale et jouait un rôle important dans la vie sociale du palais. L'abbaye faisait partie de la dot de l'empereur Otton II à la princesse byzantine Théophanu. À partir du XIIe siècle, le caractère de la communauté commença à changer pour devenir plus prestigieux, de sorte que les membres devinrent des chanoinesses régulières issues de la noblesse, comme l'atteste un document daté de 1462. Pendant la plus grande partie du Moyen Âge, l'abbaye resta une abbaye impériale, une institution semi-souveraine directement sous l'autorité de l'empereur.
L'abbaye a été supprimée après l'invasion du duché du Brabant en 1794 par les troupes révolutionnaires de la République.
L'ancienne abbatiale, devenue collégiale, a été éventrée par les bombes aériennes de 1940, mais sa restauration lui a restitué son austérité originelle datant des XIe et XIIe siècles.
On peut visiter le trésor et le sous-sol archéologique de l'ancienne abbatiale.
Le cloître attenant est de style romano-gothique du XIIIe siècle.
Un musée situé rue de Bruxelles est installé dans un refuge de Nivelles, possession, à l'époque, des trinitaires de l'abbaye d'Orival.
On peut voir à l'abbaye maintes reliques.
La procession dite Tour de Saint-Gertrude imprègne la vie nivelloise de son passé monastique. Elle accomplit un long périple champêtre avant de réintégrer la ville, au milieu d'une foule innombrable, le dimanche qui suit la Saint-Michel.
Gertrude (626-659), fille de Itte, fut la première abbesse de ce monastère double. Sa nièce, Vulfetrude, fille de Grimoald Ier, lui succéda de 659 à 669. En 691, l'abbesse est une certaine Agnès, qui autorise Begga, sœur de Gertrude, à emmener quelques moniales pour fonder l'abbaye d'Andenne sur le modèle de l'abbaye de Nivelles.
En 1176, l'abbesse de Nivelles, Ada, céda l'église Notre-Dame de Laeken à l'abbaye d'Afflighem, donation ratifiée par Alard, évêque de Cambrai.
En 1199, une abbesse Berthe de Nivelles est connue pour avoir vendu une terre inculte à Arnould de Walhain qui y édifia un donjon connu aujourd'hui comme la Tour d'Alvaux sur le territoire de Walhain.
Cette abbaye est l'une des rares de l'époque mérovingienne dont la topographie ait été étudiée par les archéologues. Le site a été fouillé en 1941 et en 1953. Il est apparu que trois églises étaient présentes, chacune avec sa propre fonction :
L'église Notre-Dame (Onze-Lieve-Vrouwekerk), située au centre, dans lequel les services liturgiques du monastère des femmes avaient lieu
L'église Saint-Paul, au nord, pour les offices du monastère des hommes