Es uno de los espacios más bellos del monasterio es el conocido como “Patio de manantiales”. Aquí es donde, por primera vez, ve la luz el agua pura que sale de la Peña Longa y que abastecerá a todo el monasterio. Podemos concluir que es el espacio fundamental que hace que el monasterio este asentado en este emplazamiento. El manantial se canaliza en dos ramales, uno que cruza todo el monasterio hasta desembocar, a unos 500 metros, en el río Pisuerga, mientras que el segundo se dirige hasta una gran finca privada que en origen formó parte de los dominios de la abadía.
Desde el patio de manantiales se tiene una visión completa de la cabecera de la iglesia en su parte exterior. El ábside central se eleva a una mayor altura que los laterales y su datación oscilaría en torno al tercer cuarto del siglo XIII. La cabecera con ventanales rasgados permite la entrada de luz en el interior del edificio. Presenta un modelo estructural originario en la catedral de Burgos.
Peña Longa no sólo proporciona el agua que enriquece al monasterio, sino que acoge las dos cuevas que dan origen al monasterio. La primera hoy está desparecida al ser demolida con el objetivo de agrandar el espacio por el que hoy transita la carretera que flanquea el edificio. La segunda, posteriormente convertida en la ermita de los Santos Pedro y Pablo, está situada frente a la portada de la iglesia monacal. Se trataba de una sencilla cueva abierta entre las calizas de la peña. Se ha planteado la posibilidad de que en la cueva, donde se halló posteriormente el sepulcro de Bernardo del Carpio, se iniciara la vida cenobítica del monasterio.
