Nonantola tem origens romanas distantes, mas deve a sua fortuna aos lombardos, que em 752 d.C. fundaram aqui a abadia de São Silvestre. Mais precisamente, foi Santo Anselmo, duque lombardo de Friul, que decidiu que na colónia romana de Nonantula deveria ser construído um mosteiro "gémeo" do que acabara de fundar em Fanano. Anselmo agiu em nome do rei lombardo Astolfo, seu parente, que pretendia criar uma ligação estável entre as terras lombardas do nordeste e as do sul, contornando as posses dos bizantinos. Não é por acaso que ambos os mosteiros fundados por Anselmo se encontram na estrada para a passagem da Croce Arcana, uma passagem dos Apeninos de importância estratégica. Assim nasceu a via de comunicação que hoje chamamos Via Romea Nonantolana Longobarda.
Graças à proteção real e à habilidade do próprio Anselmo, que a escolheu como sua residência, a abadia de Nonantola logo se estabeleceu como uma das mais poderosas do norte da Itália e tornou-se um importante centro cultural, com o seu próprio scriptorium. Consolidou o seu prestígio ao dotar-se de importantes relíquias, sobretudo os restos mortais do Papa São Silvestre e a ilustre relíquia da Cruz, e tornando-se um local de paragem para as procissões papais por ocasião das viagens dos pontífices.
Na Idade Média, promoveu a recuperação da planície de Módena, chegando a governar cerca de 400 quilómetros quadrados de pertences, incluindo pastagens, terras cultivadas e vinhas, rios e vales de pesca. A basílica da abadia, dedicada a São Silvestre, tem formas românico-lombardas que remontam ao século XI, bem evidentes na zona da abside. A fachada foi reconstruída, mas o portal é original, com uma luneta esculpida por artistas do círculo de Wiligelmo. Sob o presbitério, que é elevado, abre-se uma vasta cripta com 64 colunas e capitéis dos séculos VIII-XII. No altar-mor encontra-se o arco de São Silvestre.
No lado sul da basílica encontra-se o mosteiro, com frescos dos séculos XI-XII no refeitório e um pátio do século XV com uma dupla arcada do século XV. O complexo alberga o Museu Beneditino e Diocesano de Arte Sacra e o Arquivo da Abadia, com milhares de pergaminhos e documentos que remontam a antes do ano Mil.