Ce n'est qu'en 972 que Frotaire consacre l'autel de l'abbaye Saint-Michel de Gaillac qui est alors déjà en pleine prospérité. C'est également à cette date qu'il donne à l'abbaye les terres et églises de Brens, Falgairolles, Donnazac, Saint-Pierre de Gaillac. Rien ne semble avoir subsisté de cette église primitive. Un édifice plus vaste est commencé au 12e siècle mais les travaux ne sont achevés qu'à la fin du 14e siècle. Une bulle du pape Paul III sécularise l'abbaye en 1534. L'édifice subit les effets des guerres de religion : l'abbaye est saccagée et ses archives brûlées. L'abbé Claude de Moulnoury fait reconstruire pour son usage le logement abbatial entre 1636 et 1668. A la Révolution, l'abbaye est transformée en magasin à fourrage, en dortoir et en garde-meuble.
En 1903, les bâtiments abbatiaux, désormais vacants, sont occupés par la cave coopérative de Gaillac dont les statuts sont déposés en 1903 et qui compte 94 membres avec un capital de 70 000 F. Elle commence par louer les lieux avant de les acheter en 1912 pour 30 000 francs et y opère 250 000 francs de travaux. Les locaux, vastes, sur plusieurs niveaux, dont certains voûtés, semblent se prêter bien à l'activité de la cave. Un pavillon est aménagé pour les réceptions, un second, du côté de la rue du Moulin, pour les expéditions. Ils sont reliés par une voie Decauville et des monte-charge facilitent la manutention. En 1921 un nouveau chai contenant huit foudres est établi sur le flanc de l'église. Lors de travaux d'agrandissement des chais en 1921 entraînent le dégagement des remblais et mettent au jour deux corbeaux en pierre de taille provenant de l'édifice médiéval. Une mosaïque gallo-romaine a également été découverte alors, de même que des débris de tuiles à rebord et de vases en poterie (Mémorial de Gaillac, 18 juin 1921).
En 1927 les statuts de la société sont revus et en 1929, le capital est de 2 millions et le nombre de coopérateurs atteint 720 (Marsais, 1931, p. 61). En 1931, le capital est de 2,8 millions de francs, divisé en 3 500 parts nominatives de 800 francs chacune. La cave occupe alors une superficie de 7 000 m² dont 4 500 couverts. Faute d'espace, elle ne vinifie qu'une partie des vins des sociétaires. En effet, elle ne peut loger que 18 000 hectolitres alors que la production des sociétaires atteint 100 000 hectolitre. Les vins de primeur sont expédiés directement en grande vitesse sur les lieux de consommation (Marsais, 1931, p. 71-73).
En 1940, lors des travaux du nouveau pont, la cave accepter de renoncer à certains de ses bâtiments : elle reçoit en échange un nouveau terrain du côté de la rue du Moulin et est autorisée à aménager une terrasse pour y installer un pavillon de dégustation (Mémorial de Gaillac, 30 novembre 1940). En 1943, une salle de réunion du conseil d'administration est agencée au premier étage de l'aile (disparue) qui clôt la cour côté Tarn. Elle reçoit un décor conçu par le peintre orientaliste Louis Cabanes et réalisé par René Gaillard Lala. Les murs sont ornés de panneaux qui déclinent le même motif : un cep, dont les pampres stylisés encadrent les blasons de villes et villages qui alimentent la cave. Cabanes réalise également quatres grand tableaux aujourd'hui conservés dans le musée de l'abbaye.
