El Convento de Santo Tomás de Villanueva de Zaragoza fue fundado el 11 de abril de 1629 gracias a una donación testamentaria de Martín Fuertes. Sin embargo, debido a la oposición de los jesuitas, los frailes agustinos tuvieron que trasladarse a la casa de Monserrate el 28 de agosto de ese mismo año. Posteriormente, los arzobispos de Zaragoza Francisco de Gamboa y Bartolomé de Foncalda favorecieron al convento con 150 escudos de renta anual y varias limosnas.

Las obras del edificio se prolongaron mucho tiempo. La iglesia, decorada con pinturas de Claudio Coello, no fue inaugurada hasta el 26 de junio de 1686. El convento sobresalió como centro de estudios superiores para los agustinos de Zaragoza debido a que poseía estudios de teología y disponía de una buena biblioteca. De la enseñanza se encargaban un maestro y un lector.

El convento tuvo que interrumpir la docencia durante la Guerra de la Independencia. Después, fue suprimido por la Ley sobre monasterios y conventos de 25 de octubre de 1820 y se le despojó de sus bienes territoriales en 1822, aunque los frailes volvieron a ocuparlo a partir de 1823. El convento había llegado a disponer de 16 frailes, pero en sus últimos años sólo contaba con una decena de religiosos. Finalmente, el convento fue abandonado el 17 de julio de 1835, unos días antes de que se publicase el Real Decreto de 25 de ese mes suprimiendo los monasterios y conventos de religiosos con menos de 12 indviduos profesos. Posteriormente, la iglesia fue reabierta al culto.