Venues de Paris, les religieuses Carmélites, s'établirent à Rouen au début du XVII^e siècle.
Par lettres patentes du 4 juillet 1609, elles obtinrent l'autorisation de s'implanter en ville.
C'était le deuxième Carmel en France après celui de Paris. Il avait été fondé par Jean de Quintanadoine, sieur de Brétigny, qui reçut sépulture dans l'église en 1634.
A cette époque, Rouen entretenait d'actives relations commerciales avec l'Espagne et le Portugal. C'est par ce canal que les idées de la réforme de sainte Thérêse d'Avila et par l'élan mystique si caractéristique des ordres religieux de cette période que leur influence vint jusqu'à Rouen.

Outre la famille des Quintanadoine, originaire de Burgos en Espagne, les Carmélites étaient appuyées par les Civille (originaires de Séville), et les Saldaigne, autres Espagnols de Rouen très influents.
Elles s'installèrent d'abord rue des Champs-maillets, puis rue du grand Maulévrier, près du collège des jésuites. Enfin, en 1622, elles s'installèrent dans un nouveau couvent, construit dans le quartier Beauvoisine, près de l'enceinte de la ville.
Rien ne subsiste de ce monastère dont lédification débuta en 1614.
Les religieuses contemplatives et cloîtrées de Rouen, arrivées dès 1623 sur le site, donnèrent leur nom de Carmélites à la rue qui bordait leur couvent.
L'église conventuelle fut achevée en 1627 puis consacrée quelques années plus tard sous le vocable de l'Assomption de Notre-Dame.
Toutefois, à la suite de la période révolutionnaire et de ses inévitables bouleversements, fut finalement élaborée une nouvelle voie qui sépara en deux la propriété et le monastère. En effet, la rue Dulong coupe désormais perpendiculairement la rue des Carmélites. Il existe aussi une petite rue des Carmélites.
Les dispositions des bâtiments du monastère nous sont pratiquement inconnues.
Il y a bien peu de choses à dire sur l'église de la communauté. Le plan Gomboust (1655) ne montre qu'un modeste oratoire de deux travées avec un petit clocher disposé au niveau du choeur.
A la Révolution, le couvent fut alors supprimé. Les bâtiments furent en grande partie démolis à partir de 1792. La sépulture de Jean de Quintanadoine fut cependant retrouvée en 1806 lors de fouilles pratiquées à l'emplacement du choeur de l'église. Des fragments de l'inscription funéraire du fondateur des Carmélites de Rouen et de Flandre sont exposés dans la cour intérieure du Musée des Antiquités de Rouen.
Les derniers vestiges disparurent lors du percement de la rue Dulong (primitivement dénommée rue Neuve des Carmélites), sans doute après le conflit de 1870-1871.
Au XIX^e siècle, un autre monastère moderne fut réinstallé dans la rue Neuve St-Patrice (actuelle rue Abbé Cochet), jouxtant l'église paroissiale. Les Carmélites le quittèrent définitivement le 28 février 1893.
Plus tard, la congrégation des Soeurs de Nazareth désira installer un pensionnat pour jeunes filles, sur le même site. Au début du XX^e siècle, la loi de Séparation des Eglises et de l'Etat, en 1905 ne permit pas de réaliser un tel projet...
Après diverses implantations successives à Bois-Guillaume et Mont-St-Aignan, les Carmélites se sont maintenant retirées de la région rouennaise.