Був заснований в XVI ст. як замок Тишкевичів, тодішніх власників Бердичева. У 1630 р воєвода Я. Тишкевич після свого чудесного порятунку з татарського полону подарував замок католицькому ордену босих кармелітів. Будівництво монастиря тривало з 1634 по 1642 р. У XVIII ст. він був реконструйований за проектом Я. де Вітта, який звів верхній храм Св. Трійці над нижнім костелом Непорочного Зачаття Діви Марії. На території монастиря знаходиться побудований в 1754 р. кафедральний Маріїнський костел. Головною святинею є чудотворна ікона Божої Матері Бердичівської, передана монастирю Я. Тишкевичем. У 1997 р. копія ікони була освячена і коронована Папою Римським Іоанном Павлом II.
Сьогодні на території монастиря працює Музей Бердичева.