El origen del convento de San Francisco de Valladolid, se encuentra en la llegada de los franciscanos a la ciudad durante el primer tercio del s. XIII. La fecha exacta varía según el estudioso pero se conserva una bula de Inocencio IV, firmada el 31 de enero de 1246, en la que habla de la comunidad de franciscanos de Valladolid, informando que están construyendo una iglesia y un convento.

Comenzaron asentándose en fecha indeterminada, en Río Olmos, extramuros, a partir de una donación de tierras de Berenguela de Castilla, esposa de Alfonso IX, pero desde el principio el asentamiento fue visto como algo provisional, ya que los franciscanos querían estar dentro la ciudad para poder desarrollar su condición de predicadores y mendicantes. El 28 de marzo de 1254, el infante don Felipe, abad de Valladolid, otorga el permiso para mudarse a un nuevo emplazamiento.

Finalmente una donación de casas y tierras cercanas al muro de la ciudad realizada por la reina Violante, esposa de Alfonso X, otorgó a los franciscanos un nuevo espacio. Dicha donación se realizo de palabra en 1260. También en 1260 Alejandro IV, redacta una bula en la que prohibe construcciones religiosas a menos de 300 pasos del nuevo convento. Pese a estos privilegios, los canónigos de la colegiata, institución encargada de llevar a cabo las funciones episcopales en la ciudad, mostraron su oposición la construcción de un convento franciscano en la ciudad, ya que no querían ver alterada la organización eclesiástica de la ciudad. Debido a esto, la reina Violante pidió al prior y al Cabildo de Santa María la Mayor, en carta con fecha 27 de abril de 1263, que no se impidiese la fundación del convento.

No sin problemas, se instaló la comunidad en 1265, ya que seguían contando con la oposición de la colegiata, por ello el papa Clemente IV, firma una bula el 12 de octubre de 1266, en la que confirma la donación de la reina Violante. La propia reina confirmaría la donación por escrito el 6 de marzo de 1267 en Sevilla. Todavía tendrían que pasar unos años para que el conflicto se atenuara, el 28 de agosto de 1275, año en que se consagra la nueva iglesia, el papa Gregorio X, escribe al abad y a los mienbros de la colegiata para ordenarles que permitan el desarrollo del convento franciscano.

La vida en el convento se desarrolló plenamente hasta la Guerra de Independencia, cuando los frailes se vieron obligados a abandonar el convento. En estos años el convento fue ocupado por las tropas francesas y acabó en un estado muy deteriorado. Al finalizar la contienda regresaron, pero en 1835 cierra definitivamente las puertas tras la exclaustración decretada por Mendizábal.