1602년(선조 35)에 정구(鄭逑)가 충주목사로 부임하자 이곳 유림의 건의로 기존의 백운서당을 운곡서원으로 개편하고 주자(朱子)의 위패를 모셨다. 그 뒤 1661년(현종 2)에 정구를 추가배향하였으며, 1676년(숙종 2)에 ‘운곡(雲谷)’이라 사액되었다.
선현배향과 지방교육의 일익을 담당하여오던 중 1868년(고종 5)에 대원군의 서원철폐령으로 훼철되었다가, 1894년에 복원되고 1963년에 중수되었다. 경내의 건물로는 3칸의 사우(祠宇), 신문(神門), 동서 협문(夾門), 재실(齋室), 고직사(庫直舍), 정문(旌門) 등이 있다.
사우에는 주자와 정구의 위패가 배향되어 있고, 재실은 향사 때 제관의 숙소 및 학문강론 장소로 사용되고 있다. 이 서원에서는 매년 2월 중정(中丁 : 두번째 丁日)과 8월 중정에 향사를 지내고 있으며, 제품은 8변(籩) 8두(豆)이다.
소장전적으로는 《주자대전》 10권, 《한강연보 寒岡年譜》 1권, 《유첩 儒牒》 2권, 《강당절목》 1권, 《원지 院誌》 2권, 《운곡서원모속안 雲谷書院募屬案》 1권 등이 있다. 재산으로는 서원 대지 500평, 전답 9,000평, 임야 48정보가 있다.