L'edifici construït per Cèrsar Martinell consta d'una gran nau rectangular, per a tines i sala d'elaboració, i d'un cos porticat, adossat a un costat de la façana principal, sense mur divisori, on es van instal·lar cups subterranis, tremuges i el moll de recepció. Per cobrir l'edifici es van usar les voltes de maó de pla, en forma de closca d'ou de tres gruixos dee rajola i disposades a nivells diferents per deixar obertures entre elles. Aquestes voltes es van arrebossar amb ciment pòrtland, com les de Gandesa. Aquestes voltes també es van usar com a plataformes de suport de les tines de superfície, distribuïdes en dues rengleres a cada costat de la nau. La coberta va recolzar sobre grans arcs parabòlics amb els carcanyols alleugerits per pilarets que cobrien les voltes més baixes.

La façana estava formada per un gran arc parabòlic cec, a la planta baixa del qual s'obria la porta en arc rebaixat de maó, mentre que a la façana oposada hi havia un gran finestral de cinc obertures verticals i tancat en arc peraltat.

Situat a ponent del conjunt monacal, aquest celler, encarregat a l'arquitecte Cèsar Martinell, fou construït a partir de 1921. Ja el 1916 s'havia fundat el Sindicat Agrícola i Caixa Rural, de caràcter molt generalista; pel gener del 1921, es va fundar el Sindicat Vitivinicola i Caixa Rural de Sant Medir, format per arrendataris, parcers i propietaris mitjans.L'arquitecte va idear un celler de grans dimensions del qual, però, només es va bastir una part i es va deixar per a més endavant la resta.

El 1936, el celler es va haver de fusionar amb les altres entitats cooperatives de la població. El 1939, en entrar les tropes nacionals,va ser confiscat el patrimoni del sindicat, que no va ser recuperat fins al 1945 amb la denominació de Cooperativa Vítivinícola de Sant Cugat del Vallès. La dècada dels cinquanta significà el màxim esplendor del celler, en què s'arribà a la màxima producció de vi. A l'edifici de Martinell, s'hi havien afegit tres naus sense cap interès arquitectònic. A partir de la dècada dels seixanta l'entitat va fer un retrocés, va esdevenir planta embotelladora i comercialitzadora de diversos productes agrícoles, fins que el 1992, la part de l'antic celler de Martinell fou cedit a l'Ajuntament. El 1994 es van enderrocar les tres naus noves.