Según diversas fuentes el origen del monasterio es de 1479 y lo funda Beatriz de Higuera dentro de los límites de la muralla de Ávila. Años después, en torno a 1500, el convento se traslada extramuros con el patronazgo de Elvira de Medina instalándose en la casa y solar del antiguo mayorazgo de San Miguel del Arroyo que anteriormente había sido un cementerio judío.

El 4 de abril de 1515 se celebra la fundación del nuevo monasterio aunque sin haber concluido su construcción.

Era un monasterio dotado con muchos bienes y con fama en la ciudad. Sus monjas, más de 150 en torno a 1530, vivían en una clausura bastante flexible. Esta fama hará que Teresa de Cepeda, Santa Teresa de Jesús, ingrese en él, aún sin el permiso de su padre, en 1535.

Residió en el monasterio durante veintisiete años. En el conoció y recibió el consejo de Francisco de Borja, que llegaría años después a ser General de la Compañía de Jesús o de Pedro de Alcántara, santo de la orden franciscana. Fue en este lugar donde se gestó la reforma de las carmelitas descalzas y será el origen de las futuras fundaciones de hasta diecisiete conventos en toda España antes del fallecimiento de la santa en 1582.

El propio Juan de la Cruz, compañero de Teresa de Jesús y reformador de la rama masculina de los carmelitas descalzos, vivió en el convento entre 1572 y 1577 ocupando los cargos de capellán y confesor.

En el convento se ha tratado de mantener durante siglos las huellas de Teresa de Jesús. Se pensó convertir su celda en oratorio en el siglo XVI y se acabaría la obra en 1717 pasando a ser la conocida Capilla de la Transververación.

También de Juan de la Cruz se conserva el comulgatorio y confesionario hechos en el muro y que ocupó durante sus años en el convento.

En el siglo XVIII se transforma la iglesia siguiendo las normas del estilo barroco, con planta de cruz latina completada con altares y retablos también barrocos.

En la actualidad el convento sigue estando ocupado por las religiosas carmelitas de la observancia que gestionan el patrimonio que exponen, en parte, en el Museo Teresiano donde destacan obras como un dibujo hecho por Juan de la Cruz de Cristo en la cruz.

En el año 1983 fue declarado Monumento Nacional por el gobierno español.