El origen del convento de la Encarnación se encuentra en el traslado de la corte a Valladolid en 1601. Felipe III concedió licencia el 28 de julio de 1601 a los clérigos menores regulares para fundar un convento en la ciudad. Para ello, adquirieron unas casas y terrenos en la calle Pedro Barrueco. En 1602 o 1603 se llevó a cabo la primera misa en el oratoria que tenía la casa y que estaba dedicado a la Anunciación, a esta misa acudieron Felipe III y su esposa.

En el año 1603 la comunidad de frailes cambia la advocación a Nuestra Señora de la Encarnación. También este año adquieren un nuevo solar para construir la iglesia y ampliar el convento. Las obras ya estaban en marcha en 1606, pero tardaron mucho tiempo en concluir, de hecho, no fue hasta 1690 cuando se colocó el santísimo en el nuevo templo. A pesar de que las condiciones de la fundación no permitían al convento tener más de 24 religiosos, sabemos que en 1645 la comunidad ascendía a 29 personas y en 1752 a 36. A medida que se desarrollaba el siglo XVIII bajó el número de frailes, llegando a ser tan sólo 15 en 1806.

El siglo XIX supuso el fin del convento debido a la irrupción de la Guerra de la Independencia. En 1808 el convento fue tomado por tropas francesas y desmantelado cuatro años después para aprovechar la madera. Tras el fin de la contienda fueron vendidos sus edificios y el solar.