La llegada de los dominicos a Sanlúcar de Barrameda se produjo en el año 1480, a raíz de la fundación de los II duques de Medina-Sidonia, Enrique de Guzmán y su esposa, Leonor de Mendoza. Esta primera fundación contó con una bula papal, que autorizaba la fundación, del 30 de julio de 1479 y expedida por Sixto IV. El lugar elegido para construir el convento consistió en una antigua ermita mudéjar de principios del siglo XIV llamada del Espíritu Santo y situada extramuros. El convento era un lugar insalubre y alejaba a los dominicos de la ciudad, por lo que propusieron una mudanza a un nuevo convento, pero la muerte de Enrique de Guzmán en 1492, durante la toma de Granada, paralizó la idea de fundar un nuevo convento. Con la llegada del III duque, Juan Alonso Pérez de Guzmán y de Ribera, no mejoró la situación, ya que éste invirtió sus esfuerzos económicos en las empresas de conquista del nuevo mundo.

La idea de fundar nuevo convento finalmente sería hecha realidad mediante la mano de la duquesa Ana de Aragón, nieta de Fernando el Católico y casada primero con el V duque de Medina-Sidonia, Alonso Pérez de Guzmán y Pérez de Guzmán, y después con el VI, Juan Alonso Pérez de Guzmán y Pérez de Guzmán. La obra arrancó el año 1528, obteniéndose licencia del Vaticano el 15 de agosto de 1530 y del general de la orden de los dominicos el 10 de junio de 1535. Las grandes atenciones para la construcción del nuevo convento por parte de la familia Guzmán, tienen parte de su explicación en la influencia que ejercía el prior del convento de Espíritu Santo, fray Alonso de Guzmán, hijo natural del III duque de Medina-Sidonia. Los dominicos contaban en estos años con una renta de 35.000 maravedíes anuales, desde 1526, pagados por la casa ducal.

Las obras en el año 1548 estaban muy avanzadas y prácticamente terminadas, pero aún el convento habría de recibir un nuevo impulso, esta vez a iniciativa de Leonor Manrique de Sotomayor y Zúñiga, condesa de Niebla, viuda desde 1556 de Juan Claros y administradora desde 1558 de la casa ducal hasta la mayoría de edad del heredero, Alonso Pérez de Guzmán y Sotomayor, futuro VII duque. Entre los años 1556 y 1568, Leonor Manrique emprendió grandes reformas para remodelar la vieja iglesia y convertirla en el panteón funerario de su esposo e hijos, construyó una nueva iglesia y comenzó con las obras del claustro, que sería terminado por Alonso Pérez de Guzmán, VII duque de Medina-Sidonia.

El siglo XIX supuso un tiempo convulso para el convento que terminó con su cierre, durante la Guerra de la Independencia (1808-1814) las dependencias conventuales fueron cerradas, los religiosos consiguieron reabrir el convento en 1813, pero no permanecerían allí mucho tiempo, ya que en 1835 fueron aplicados a Santo Domingo los decretos de exclaustración del mismo año que suprimieron la mayoría de conventos masculinos españoles.