La construcción del monasterio se inició en 1651, año en el que se colocó la primera piedra del conjunto. No obstante, las obras no comenzaron a avanzar hasta la llegada del Prior Antonio Gascón (Padre Profeso de la Cartuja de Aula Dei y Superior de la Concepción en los años 1661-82 y 1686-1694) que se encargó de impulsar la edificación. La fábrica del monasterio, en la que trabajaron numerosos operarios, incluso "maestros sin examinar" por autorización del ayuntamiento de la ciudad, se dilató básicamente durante toda la segunda mitad del siglo XVII y primera mitad del siglo XVIII, siendo un año clave el de 1731, fecha en la que se consagró la iglesia. El monumento quedó concluido en 1767, año en el que los cartujos declararon que el conjunto estaba definitivamente terminado y que sólo faltaban por perfeccionar nueve celdas del lado Este del gran claustro. Entrada la segunda mitad del siglo XVIII, los monjes quisieron mejorar y reformar algunas de las dependencias del monasterio tales como la Celda Prioral (1767), la iglesia (1780) y la bodega de la hospedería (1791). De todas estas reformas, la del templo fue la más importante ya que llevó consigo la renovación de todo su interior. Iniciada en 1780, fue realizada por el hermano cartujo Joaquín Gracián, antiguo maestro de obras, que se encargó de la arquitectura, y por el pintor Ramón Almor, también miembro de la comunidad, que se dedicó a la decoración pictórica de muros y bóvedas.
Tras los destrozos ocasionados por la Guerra de la Independencia y por el abandono del monasterio en los años 1820-23 (Desamortización del Trienio Liberal), los monjes se vieron obligados a rehabilitar el monasterio, siendo la iglesia conventual de nuevo consagrada en el año 1827.