La cartoixa inicia la seva edificació l’any 1433, època en que era prior Domènec Bonafé. La construcció va realitzar-se segons la tipologia i usos de l’Orde amb la finalitat de que els monjos poguessin desenvolupar el seu ideal de vida espiritual de semi-anacoretes, es a dir, a mig camí entre els eremites i els cenobites.
A l’igual que la resta de cartoixes , el conjunt s’articula al voltant de tres grans àrees, cadascuna d’elles amb una funció específica. L’àrea cenobita, on els monjos desenvolupen la seva vida comunitària, està integrada per: l’església (edificada entre els anys 1433-63, amb una portalada afegida en 1623), el refectori, la sala capitular i un seguit de capelles. Tot aquest conjunt es distribueix a l’entorn d’un petit claustre («claustret») anomenat «de recordatione».
Al mateix temps, la vida eremita gira entorn a dos grans claustres que acullen un total de 30 cel·les. El primer claustre, acabat de construir l’any 1448, conté 16 cel·les i la prioral. El segon, amb 13 cel·les, es va afegir a l’anterior l’any 1636 y, malgrat els anys transcorreguts des de la construcció del primer, es va realitzar en el mateix estil i característiques que l’anterior.
Les cel·les son petites cases, de planta baixa i golfes, amb un petit jardí. Es el lloc on els monjos, aïllats en soledat i silenci, porten a terme la seva vida d’ermitans, dedicats fonamentalment a la pregaria i també a la realització de treballs manuals i intel·lectuals.
L’àrea de serveis, anomenada de la procura o de les «obediències», completa el conjunt i consta de: porteria, cel·les dels germans, cuina, farmàcia, tallers, magatzems, etc. Fra Joan de Nea, – o d’Enea- procurador de la cartoixa des de 1423 a 1459, va dirigir les primeres obres i sembla molt probable, que sigui ell, l’autor definitiu del projecte de la cartoixa.
La rica decoració, principalment pictòrica, que guarnia els seus murs, va ser obra de Lluís Pascual Gaudin, Joaquim Juncosa, Antoni Viladomat, i Caietà Tegel entre d’altres i, es va perdre, com a conseqüència de la desamortització de 1835. Igual va succeir amb el retaule de l’altar major de l’església, obra d’en Jeroni Carbonell, i el Sant Bru de la sala capitular, realitzat per Damià Campeny, entre d’altres obres d’importància artística.
El conjunt resulta monumental, més que pel volum dels seus edificis, per la repetició d’elements (cel·les). Esta construït, d’acord amb les característiques de les realitzacions de l’Orde dels cartoixans, amb una gran racionalitat i funcionalitat i, en la seva major part, en un estil gòtic senzill i auster. Son especialment remarcables els claustres per la seva grandiositat i per la singularitat constructiva de les seves voltes. El segle XVIII va ser una època d’ampliacions, reformes i noves construccions, com l’hostatgeria del pati d’honor que va ser edificada l’any 1736. Totes aquestes obres van millorar i enriquir artísticament el conjunt.
Com a conseqüència de la desamortització, la comunitat es va veure obligada a abandonar el monestir i una part de les edificacions, entre elles l’església, van ser incendiades. Des de 1868 a 1884 i des de 1898 a 1902 tot el conjunt va ser restaurat i ampliat adquirint , amb aquestes obres, la fesomia actual.