La fundación de la Orden de los Padres Carmelitas Descalzos data del 26 de Marzo de 1588. Inicialmente se instalaron en otras sedes, hasta que estuvo terminado este convento al que se trasladaron el 19 de mayo de 1600. El edificio padeció mucho con motivo de muchas avenidas del barranco y durante la Guerra de la Independencia.

Desamortizada esta casa en 1835, pasó a ser almacén y más tarde, en 1880, fue entregada a las Madres Carmelitas Descalzas, cuyo convento fundado en las afueras de la ciudad, cerca de la Puerta de Alcántara en 1608, había sido demolido en 1837. Las madres Carmelitas Descalzas permanecieron en este convento hasta el año 2000.

La reciente intervención realizada en los espacios ha recuperado la iglesia, que conserva su carácter sacro, como Museo de la Semana Santa, que alberga pasos procesionales junto con otras piezas de carácter religioso, completando así el conjunto con el ya rehabilitado edificio conventual actual sede del Museo de Calatayud.

La tipología del edificio es típicamente carmelitana, principalmente en su fachada. El templo es de nave única y cabecera recta, con crucero poco saliente y capillas laterales. La nave y el presbiterio están cubiertos con bóvedas de lunetos y el crucero con cúpula sobre pechinas. Un coro alto, en los pies de la nave, encima de la puerta de la entrada, ocupa los últimos tramos más cortos. Las dos capillas laterales del lado izquierdo, entre contrafuertes, se cubren con bóvedas de lunetos; las del lado derecho tienen mayor profundidad y se cubren con cúpula sobre pechinas.

La ornamentación, austera, como la orden que la edificó, se limita a las pilastras adosadas de orden toscano que separan los tramos. En la restauración se intervino en pavimentos y paredes. Se recuperaron las pinturas murales originales y se abrió una escalera del coro. En la actualidad, el Museo está gestionado por la Junta Mayor de Semana Santa de la ciudad.