Sus antecedentes se remontan a 1387, cuando Dorotea Rodríguez Valderrama, junto con otras devotas mujeres, creó un beaterio al lado de la vieja iglesia de Santa María la Blanca, en las faldas del Castillo de Burgos. La comunidad adoptó la regla de San Agustín en 1429 con el apoyo del obispo don Pablo de Santamaría. Su aumento determinó que en 1457 las agustinas se trasladaran a la iglesia de San Andrés, hasta que en 1470 se establecieron en el lugar que hoy ocupan, en el barrio de San Pedro y San Felices.
La iglesia del convento es un ejemplo significativo del estilo gótico tardío. Su portada principal, en estilo flamígero, fue diseñada por Simón de Colonia y presenta detalles como las armas de los Reyes Católicos y escudos familiares. El templo tiene planta de cruz latina con bóvedas de crucería en el estilo gótico final burgalés, y los coros alto y bajo están ubicados en el primer tramo de la nave.