L’originale nucleo della chiesa fu edificato, per volere dell’ordine carmelitano, tra il XIII e il XIV secolo sotto la dominazione viscontea. Della struttura originaria sono conservati parte dei due muri di fiancata e l’abside gotica.
Interventi di modifica furono avviati nella prima metà del XV secolo, quando Brescia era sotto la dominazione scaligera (a partire dalla battaglia di Maclodio del 1427). Vennero aggiunti pinnacoli in cotto a coronamento della fiancata orientale e le cordonature sugli spigoli dell’abside. Sempre la zona absidale vide l'inserimento di nuove monofore a sesto acuto. Più tardi, nella seconda metà del XV secolo, furono realizzate modifiche strutturali di maggiore rilievo: la chiesa fu allungata di 15 metri, la facciata abbattuta e ricostruita.
Nel 1483 fu eretto il chiostro piccolo e nel 1499 il chiostro primo.
Nel 1620 iniziarono i lavori per la costruzione della volta a botte della navata centrale, delle volte delle navate laterali e del presbiterio. Furono così occultate le antiche decorazioni quattrocentesche del sottotetto. Risale allo stesso periodo la chiusura del rosone nella facciata e l’apertura di una finestra semicircolare.
Nel 1797, in seguito alla soppressione napoleonica, i frati carmelitani furono costretti ad abbandonare il convento, che fu trasformato in caserma. Dopo essere stato destinato a usi militari per circa due secoli, nel 1922 il complesso tornò a essere aperto al pubblico.