Mediante bula papal del 20 de diciembre de 1593 en el capítulo general de Cremona, se institucionaliza la reforma de la orden carmelita, produciéndose una división entre calzados y descalzos, seguidores de la reforma promovida por Santa Teresa de Jesús y San Juan de la Cruz. En esta visión de la religiosidad carmelita eran muy importantes los desiertos, conventos aislados en medio de parajes inhóspitos en los que los frailes desempeñaban el modo de vida eremítico que reclamaba la reforma.

En 1625 la provincia carmelita de Aragón-Valencia, se queda sin desierto al ser segregada la provincia de Cataluña. Los carmelitas descalzos emprendieron la búsqueda un territorio donde poder construir su desierto, fracasaron en Aragón, pero la búsqueda llegó a su fin cuando el sacerdote de Cabanes dijo al procurador del convento descalzo de Valencia, conocer un sitio idóneo para tal fundación.

Así, en 1691 se lleva a cabo la compra de la Masía de Gavarrell, produciéndose la toma de posesión el 2 de febrero de 1694. Esta fundación provocó graves conflictos con el barón de Benicasim, que reclamaba derechos señoriales sobre la zona, con los carmelitas de Aragón que reclamaban la construcción del desierto en sus tierras y con los franciscanos de Benicasim, competidores con los carmelitas a la hora de acaparar las atenciones y donaciones de las gentes del lugar. Los conflictos cesaron cuando se otorgó licencia real el 23 de diciembre de 1693.

La insalubridad del terreno que padecía la Masía Gavarrell provocó que los frailes buscaron un nuevo asentamiento en el sitio conocido como Bancal de la Colada, allí comenzaron las obras en 1698, siendo el tracista fray Bernardo de San José y el director de las obras del edificio Pedro Vilallare. En 1709 el edifico estaba finalizado y preparado para alojar a los eremitas. En estos años se comenzaron a construir las primeras ermitas y continuaron las obras para edificar la iglesia, que fue terminada en 1733. También se completó la muralla que delimitaba el perímetro conventual, cuya construcción se desarrolló entre 1724 y 1733.

Un nuevo cambio de emplazamiento se produciría en 1783, cuando unas lluvias torrenciales durante los meses de septiembre a diciembre provocaron grietas en los muros y graves destrozos en las ermitas, teniendo que alojarse los frailes en una hospedería. Rápidamente se realizaron derribos para aprovechar el material del antiguo convento en la construcción de uno nuevo. Estas obras comenzaron en 1784, siendo el director de las mismas fray Joaquín del Niño Jesús. En 1793 volvió a arrancar la vida eremita en el nuevo edificio, por otra parte, la nueva iglesia que había sido comenzada en 1791, no sería terminada hasta 1796.

En el siglo XIX varios procesos alteraron la vida del convento. Durante la Guerra de la Independencia, se produjo la llegada a la provincia el general francés Suchet. El prior del convento enterado de su la llegada de las tropas francesas, ocultó los bienes de la comunidad. También lograron evitar un intento de exclaustración y venta del desierto en 18313, ya que un informe del alcalde de Benicasim impidió que la venta se llevara a término. En 1835 la orden carmelita queda disuelta en España como resultado de la aplicación de los decretos de exclaustración de Mendizábal. Con el restablecimiento de la orden en 1875, los carmelitas de Benicassim logran un nuevo periodo de resurgimiento, siendo elegidos como noviciado en 1880.