El convento de carmelitas descalzos de Talavera de la Reina fue fundado a partir de la iniciativa de fray Melchor de San Antonio, natural de Talavera, que al regresar en 1690 a su tierra natal pretendió fundar una comunidad de frailes carmelitas descalzos. El arzobispo de Toledo, Luis Fernández Portocarrero, ejerció de protector para que la fundación pudiese llegar a buen puerto, ya que ésta contaba con la oposición de otros conventos de Talavera que veían a la futura fundación carmelita como un competidor.

De hecho, el resto de conventos acudió al Consejo de Castilla para solicitar una Real Provisión que impidiese la fundación. A pesar de que la Real Provisión les fue entregada, la protección del arzobispo y de Luisa de Luna y Meses, que donó las casas para realizar la fundación, posibilitó el acceso de los carmelitas descalzos a Talavera. La fundación finalmente tuvo lugar el 18 de febrero de 1690 y en 1694, el 24 de enero, recibieron licencia para colocar el santísimo. A partir de este momento se produce una expansión del convento a partir de la adquisición de viviendas colindantes.

Las obras de la iglesia comenzaron el 14 de agosto de 1704, en 12 casas adquiridas frente a la parroquia de San Andrés. Las obras no finalizaron hasta 1719, pero en junio de 1711 pudo realizarse la consagración del templo. Para terminar la iglesia contaron con el permiso de utilizar materiales procedentes de la muralla de la ciudad y de la arruinada iglesia mozárabe de San Esteban.

En el año 1808 la invasión de las tropas francesas provoca la huida de los frailes y el deterioro del edifico, que aunque no fue muy intenso, nunca pudo repararse completamente debido a que en 1821, durante el Trienio Liberal, se produjo una primera exclaustración que paró la vida del convento durante unos años. Con la restitución del poder de Fernando VII los frailes regresaron al convento, pero en 1835 se produjo su cierre definitivo al aplicarse los decretos de exclaustración de ministro Mendizábal.