El convento fue fundado en 1.607 por Beatriz Ramírez de Mendoza, condesa de Castelar, con la autorización de Felipe III, para las RR. MM. Jerónimas del Corpus Christi
La denominación de «Las Carboneras» se debe a una imagen de la Inmaculada encontrada en una carbonera y que fue donada al convento.
Es un buen exponente del primer barroco madrileño. Destaca la sencillez de la fachada sólo rota por la portada. El convento sufrió añadidos posteriores, en su mayor parte en el siglo XIX. La iglesia es de una sola nave con tres tramos y hornacinas sin crucero. Está cubierta con bóveda de cañón con lunetos y tiene la capilla mayor elevada sobre el nivel general. Es el único ejemplar de esta tipología conservado en Madrid.
Fue declarado Bien de Interés Cultural en 1981.