Der Ursprung dieser Klosteranlage (1399) geht auf die Abtretung  seitens Martin I.  des alten Königspalastes von Valldemossa an die Kartäuser des Ordens des Hl. Bruno zurück, damit diese hier ein Kloster einrichteten, das Jesus von Nazareth geweiht sein sollte.

Der im Volksmund als Palacio del Rey Sancho (Palast des Königs Sancho) bekannte Palast wurde zu Zeiten von Jaime II. errichtet (Anfang des 14. Jahrhunderts) und während der Herrschaft seines Sohnes Sancho konsolidiert. Mit der königlichen Schenkung (1399) an die Kartäuser begann die Umwandlung des Palastes zum Kloster, wobei die in verschiedenen Etappen verrichteten Bauarbeiten bis zum 17. Jahrhundert andauerten. Die Kirche wurde an der Stelle der Palastküche errichtet (1434-1475) und Jahre später (1505-1626) wurden die Arbeiten am Hauptkreuzgang um den Friedhof herum, der den ehemaligen Palastplatz einnimmt, vollendet. Auf diesen folgte ein zweiter Kreuzgang (1670) namens Santa Maria.

Nach einem Piratenüberfall wurden zwei unterschiedlich hohe Verteidigungstürme errichtet (1553), die sich an beiden Enden des Klosters befinden. Heute besteht noch ein Teil des kleineren Turms, der in eine Wohnung umgewandelt wurde und sich neben dem Garten befindet, für den er einst als Prioralzelle diente. Der größere Turm ist mit dem Vorwerk, Schießscharten und Wetterdach mit vierfacher Dachschräge noch vollständig erhalten und befindet sich neben dem Klostereingang. Der als „Infierno“ (Hölle) bekannte Anbau, der für die weiblichen Angehörigen der Mönche bestimmt war, wurde 1676 errichtet.

Die langwierige Chronologie des Bauvorgangs und die Anpassung eines öffentlichen Gebäudes an die  kirchliche Nutzung sowie der Platzmangel machten einen Neubau nötig, dessen erstes Projekt (1718) ein durch die Kartause von Montealegre in Barcelona inspirierter Entwurf war. Die Beteiligung des Architekten J. De Aragón (1751) bestimmte die endgültige Gestaltung als Klosterkirche, die 1812 gesegnet wurde.

Die lange Geschichte dieses Klosters kann am Fortbestehen seiner wichtigsten Konstruktionskerne nachverfolgt werden: Aus der ersten Phase (bis zum 17. Jahrhundert) stammt der Kreuzgang Santa Maria und seine Zellen sowie die zwei Verteidigungstürme. Aus dem 18. Jahrhundert ist das Apothekengebäude (1723-1725) hervorzuheben, welches sich heute in einer der alten Kapellen des Myrthenhofes befindet, mit einer wichtigen Kollektion katalanischer Keramikkrüge, mallorquinischer Gläser, Originalgeräte (18. Jahrhundert) wie Waagen, Mörser, Retorten, usw.

Die Kirche (18. Jahrhundert) besitzt einen Grundriss in Form eines lateinischen Kreuzes, dessen Längsachse über vier von Halbtonnengewölben mit Halbmonden bedeckte Abschnitte verfügt. Der Bereich der Vierung ist von einer Kuppel mit Bogenzwickel gekrönt. Zu Füßen des Tempels befinden sich die Chöre: einer für die Laien und ein anderer für die Mönche. Gemäß der Tradition der Kartäuser befindet sich hinter dem Presbyterium eine kleine, dem Tabernakel gewidmete Kapelle mit elliptischem Schnitt und Kuppeldach. Die Autorenschaft des Baudesigns wird J. de Aragón und Fray Miquel de Petra, sowie dem Italiener Jacinto Cocchi zugeschrieben, während bei den Ornamenten die Beteiligung von Adrià Ferrán, Josep Folch und Manuel Bayeu hervorstechen.

Bemerkenswert beim Aufriss ist das Säulensystem mit zusammengesetzten Kapitellen und das Gebälk mit weiter Auskragung mit Kragsimsen. Die Mauern sind mit weißem Stuck verkleidet und kontrastieren mit den Sockeln der grauen Marmorsäulen und den durch Fray Manuel Bayeu erstellten Fresken (Ende des 18. und Anfang des 19. Jahrhunderts) der Kuppel und des Gewölbes, die den triumphierenden Christus inmitten biblischer Darstellungen bzw. die sieben Tugenden und marianische Repertoires zeigen.

Das Gebäudeensemble hat im Laufe seiner Geschichte zahlreiche berühmte Persönlichkeiten angezogen, unter denen sich Frédéric Chopin und seine Partnerin George Sand (deren Aufenthalt zwischen 1838 und 1839 stattfand) auffallen. Es stellt eine der wichtigsten Sehenswürdigkeiten und touristischen Anziehungspunkte der Gemeinde dar.