El proceso para fundar el convento de carmelitas descalzos de Calahorra fue largo y tuvo que atravesar varios filtros hasta verse completada la fundación. La primera licencia para construir el convento fue otorgada por Felipe II y el consejo de Valladolid el 1 de enero de 1602, el 17 de abril del mismo año el cabildo de la ciudad admite la fundación y el padre general de la orden hace lo propio el 8 de junio, finalmente es el obispo el que el 27 de julio otorga la última autorización.

Fueron tres los carmelitas que inauguraron el convento, el vicario, fray Jerónimo de la Madre de Dios y los frailes Juan Bautista y Tomás de Jesús. En un principio fueron alojados en una casa durante unos meses, para después alquilar una casa donde el 13 de junio de 1603 se lleva a cabo la inauguración y colocándose la primera piedra trece días después. No obstante, el dueño de la casa en la que habitaban pidió que fuese devuelta, por lo que los frailes tuvieron que abandonar ese asentamiento para alojarse en la ermita de San Lázaro, donde vivieron cuatro meses hasta que pudieron ir al nuevo convento en 1604.La iglesia con la advocación María de los Ángeles, Madre de Dios y del Carmen fue construida entre 1610 y 1613.

En el siglo XIX comenzó un periodo oscuro para el convento, primero sufrió la Guerra de la Independencia, que obligó a los frailes a huir y dejó desterrado al prior. Además en 1809 se emitieron los decretos de José I que suprimían a las órdenes religiosas españolas. Con todo, tras el fin de la contienda y la restitución de Fernando VII, regresaron los carmelitas a Calahorra en 1813. El 1820, durante el Trieno Liberal, se promulga la Ley sobre monasterios y conventos, que cerraba los conventos de menos de 24 religiosos, Nuestra Señora del Carmen tenía 27 sacerdotes y 4 legos, por lo que el convento no fue cerrado. 1835 sí supondría el fin de la vida del convento carmelita, y es que este año, el ministro Mendizábal decreto la exclaustración definitiva de la mayoría de los conventos masculinos.