Os Carmelitas Descalços vieram para o Porto em 1617, fazendo-se representar pelos padres Tomás de S. Cirilo e Sebastião da Ressurreição, que ficaram hospedados na casa do governador, D. Diogo Lopes de Sousa. Não foi fácil obter licença do Bispo do Porto para a fixação destes religiosos na cidade devido à pressão exercida por outras congregações. Porém, a intercessão da poetisa portuense, D. Bernarda de Lacerda, mulher de grande cultura e devota das Carmelitas Descalças, assegurou a instalação de dez monges na Rua de S. Miguel, numa casa arrendada ao abade de S. Vicente de Pinheiro. Desta residência passaram para um terreno no Campo do Olival cedido pelo Bispo e pela Câmara -local onde hoje está instalado o Quartel da Guarda Nacional Republicana - e foi aqui que se ergueu o edifício do Convento de Nossa Senhora do Carmo. A primeira pedra foi lançada a 5 de Maio de 1619 e a obra ficou concluída em 1622, tendo beneficiado de donativos de aristocratas, de mercadores e da própria edilidade.
A igreja, erguida do lado nascente do convento, em estilo maneirista e barroco, data do século XVIII. Apresenta planta em cruz latina abobadada com uma nave única precedida por nártex. A frontaria clássica, ritmada pelos três arcos da entrada, sobrepujados por três janelões encimados por nichos que albergam imagens de São José, de Santa Teresa e de Nossa Senhora do Carmo, é rematada por um frontão triangular que ostenta o brasão da ordem religiosa sob a coroa real. Esta igreja, cujo interior está decorado por talha dourada dos estilos barroco e rococó, dispõe-se entre a torre sineira de 3 pisos, revestida a azulejos de padrão e com cobertura piramidal e a Igreja da Venerável Ordem Terceira do Carmo, do lado nascente.