La iglesia es parte del antiguo Monasterio de san Jerónimo el Real, conocido popularmente como «Los Jerónimos», uno de los monasterios más importantes de Madrid. El monasterio fue edificado a finales del siglo XV por orden de los Reyes Católicos, para servir de aposento a la familia real. Junto a él existía el llamado Cuarto Real, luego ampliado como Palacio del Buen Retiro en tiempos de Felipe IV.

Del convento subsisten actualmente la iglesia, convertida en parroquia de san Jerónimo, y un claustro renacentista. El claustro fue incorporado al Museo del Prado, como parte de un proyecto de ampliación del museo q cargo del arquitecto Rafael Moneo, inaugurándose en 2007.

La iglesia y el convento estuvieron estrechamente ligados a la vida de la Corte y la monarquía española. El templo fue escenario frecuente de funerales, juras de herederos, bodas y proclamaciones regias; como la boda entre el rey Alfonso XIII y Victoria Eugenia de Battenberg el 31 de mayo de 1906.