Aunque se desconoce la fecha exacta de instalación en la ciudad de la congregación de Agustinas Canónigas, existen documentos que confirman ya su presencia en la calle Mayor de Palencia a finales del siglo XVI. Sin embargo el convento e iglesia primitivos no pueden ser los que hoy se conservan. Es en esos años finales del siglo XVI cuando se decidió reedificar la iglesia y ampliar el convento, para lo cual se adquirieron varias casas limítrofes con objeto de ampliar el terreno de su propiedad.
Sin embargo poco queda actualmente en estos muros de la fundación original, dado que este convento sufrió saqueo durante la ocupación francesa y fue uno de los conventos suprimidos por la disposición ministerial de octubre de 1868, siendo el convento dedicado, entre otras funciones, para acuartelamiento de tropas.
La fachada del convento contrasta claramente con la iglesia, tanto en altura como en materiales y decoración. En esta fachada destaca la portada, realizada en piedra y formada por un arco de medio punto flanqueado por columnas adosadas con capiteles de volutas sobre las que descansa un arquitrabe con dos flameros que cierran el conjunto. En esta portada domina aún un lenguaje renacentista, que se mezcla con el gusto barroco en el paramento realizado en ladrillo llagado. Sin embargo tanto la presencia del ladrillo visto en el paramento, como la decoración de los vanos, que constituye un eco de la de la portada, se debe realmente a una reforma de comienzos del siglo XX, realizada por el arquitecto Jerónimo Arroyo. Lo más probable es que, como en los laterales de la iglesia, los muros fueran enfoscados. La reforma realizada por Arroyo, no sólo regularizó alturas y huecos en la fachada, sino que le aportó una nueva imagen siguiendo el gusto neoplateresco de la época.
Tras la fachada no queda nada del complejo conventual original, pues la congregación abandonó definitivamente el convento de la calle Mayor en el año 1984. El solar se parceló, estando en la actualidad ocupado gran parte del mismo por diversas dependencias municipales. La iglesia, ha sido nuevamente dedicada al culto, tras unos años de indecisión sobre sus posibles usos.
