La historia del colegio vallisoletano de San Ambrosio se inicia en 1543 en unas casas del mayorazgo de María Ana de la Cuadra y Avellaneda, su fundación parte de la división de la comunidad que llegó con anterioridad a Valladolid y que se había instalado en el Colegio de San Ignacio, hoy parroquia de San Miguel. Los primeros años del colegio fueron muy modestos, en 1563, siendo rector del colegio el Padre Martín Gutiérrez se hacía un llamamiento sobre las condiciones de la comunidad: La casa en que vivimos es la más vieja de esta villa. Además de esto estamos aquí veintidós y no podemos mantener con la renta más que dieciséis, y así andamos empeñados... La situación del colegio mejoró en 1577 cuando la Universidad de Valladolid busca profesores de Gramática y Retórica y firma con el colegio de San Ambrosio, de reconocimiento acreditado en estas disciplinas, un concierto para reconocer sus aulas como clases oficiales de la Universidad. Otra importante aportación le llegó en 1585 cuando recibió un generoso mecenazgo del vallisoletano Diego Romano, obispo de Tlaxcala en Nueva España. Con las primeras aportaciones de este nuevo patrocinador se inició la construcción de la iglesia, en 1610, en cuya sobria fachada se pusieron los dos escudos episcopales del fundador. El conjunto de las obras se alargaron hasta 1740 cuando se finalizaron las aulas, el claustro y la fachada. Por el colegio de San Ambrosio pasaron importantes religiosos de la Compañía, de entre ellos destacó la figura de Bernardo de Hoyos, primer y principal apóstol en España de la devoción al Sagrado Corazón de Jesús, beatificado en 2010. En abril de 1767, por el decreto de Carlos III, los jesuitas del Colegio de San Ambrosio fueron desalojados y enviados al destierro. La iglesia del colegio pasó a ser parroquia de San Esteban el Real, quitando todos los emblemas de la Compañía de Jesús y colocando en la fachada el escudo real de Carlos III. El colegio se reabrió para estudios de Gramática y Primeras Letras, con carácter civil. En 1770, la residencia de los jesuitas, incluidos el refectorio, la capilla, el relicario y otras dependencias pasan a ser Colegio de Escoceses. Ya en el siglo XX, en 1941, la iglesia pasó a conocerse como Santuario Nacional de la Gran Promesa y, desde 1994, las instalaciones del antiguo colegio albergan un Centro de Espiritualidad, dependencias de la Fundación Emilio Álvarez Gallego y un establecimiento de libros y objetos religiosos.