Klasztor został zbudowany dla zakonu kartuzów, z inicjatywy Gian Galeazzo Viscontiego, władcy Mediolanu. Budowa została rozpoczęta 17 sierpnia 1396 r. Położenie budowli było strategiczne: w połowie drogi z Mediolanu, stolicy państwa, do Pawii, drugiego co do ważności miasta, gdzie diuk się wychowywał i gdzie miał siedzibę jego dwór. Miejscem wybranym do budowy był las na skraju starego parku, ogrodzonej przestrzeni, która łączyła zamek w Pavii z terenami myśliwskimi panów Lombardii.

Początkowo, w pierwszej fazie prac, mnisi rezydowali w zamku Torre del Mangano i w Castello di Carpiano (lub Grangia), jednym z wielu posiadłości przekazanych im przez Gian Galeazzo Viscontiego. Później zajęli pomieszczenia konwentu, które zostały pobudowane w pierwszej kolejności. Ceremonie liturgiczne odbywały się najpierw w refektarzu, który był jedynym miejscem odpowiedniej wielkości, aby móc pomieścić całą wspólnotę kartuzów.

Kościół, który miał być mauzoleum dynastii diuków Mediolanu, został zaprojektowany jako ogromna budowla z trzema nawami. Wzniesiono go jako ostatni budynek. Nawy były zaprojektowane w stylu gotyckim, a ich budowa została zakończona w 1465 r. W międzyczasie we Włoszech zaznaczył się silny wpływ Renesansu, więc reszta kościoła z łukowatymi galeriami, kopułą i krużgankami została zaprojektowana na nowo przez Guiniforte Solariego, który prowadził tu prace w latach 1453-1481. Następnie, w latach 1481-1499, kierował tu pracami Giovanni Antonio Amadeo. 3 maja 1497 r. kościół został konsekrowany.

Kartuzi, którzy otrzymali klasztor od fundatora, byli zobligowani do tego, aby przeznaczać część zysku z dochodów (pól, posiadłości i innych) na kontynuację budowy. Nawet wtedy, gdy budowa była zakończona, mnisi przeznaczali ogromne sumy na dodatkowe elementy dekoracyjne, dlatego w klasztorze znalazły się dzieła sztuki przynajmniej z czterech wieków (XV-XVIII). Ok. r. 1520 stary ołtarz został zastąpiony nowym, o wiele bardziej okazałym i zdobionym.

Mnisi kartuscy zostali usunięci z klasztoru w 1782 r. przez cesarza Józefa II Habsburga, który skonfiskował dobra wszystkich zakonów kontemplacyjnych w granicach swego państwa. Klasztor przeszedł w 1784 r. w ręce cystersów, a w 1789 – karmelitów. W 1810 został zamknięty. W 1843 r. kartuzi powrócili w to miejsce. Od 1866 r. klasztor został uznany za zabytek stanowiący dziedzictwo narodowe, skutkiem czego było jego upaństwowienie, razem zresztą z innymi dobrami kościelnymi, celem pokrycia deficytu publicznego. Aż do 1880 r. kartuzi zamieszkiwali w klasztorze. Obecnie przebywają tam cystersi, którzy przybyli tu w 1968 r.