Klasztor został ufundowany przez ród Wiśniowieckich. Jego budowę zainicjował w 1645 Jeremi Wiśniowiecki. W latach 1727-1738 powstał klasztor murowany, który ufundował Michał Serwacy Wiśniowiecki, fundując też nieco wcześniej główny kościół klasztorny pod wezwaniem św. Michała Archanioła. W kościele byli chowani kolejni przedstawiciele rodziny Wiśniowieckich, a następnie Mniszchowie. W 1832 w ramach kasaty klasztorów po stłumieniu powstania listopadowego wspólnota karmelitańska w Wiśniowcu została zlikwidowana. Kościół klasztorny zaadaptowany na cerkiew prawosławną. W 1863 żona miejscowego duchownego tego wyznania podpaliła świątynię, wywołując zniszczenia wież i dachu. Obiekt został po tym wydarzeniu zdewastowany, zniszczeniu uległy nagrobki Mniszchów i Wiśniowieckich, ich szczątki wyrzucono z trumien. Dopiero po przejęciu Wiśniowca przez gen. Demidowa, Rosjanina, przeprowadzono ich ponowny pogrzeb. W 1907 roku duchowieństwo prawosławne rozebrało na cegłę wschodnie skrzydło klasztorne. W 1917 kościół, zachowujący dotąd cechy katolickiej architektury sakralnej, został przebudowany w stylu rosyjsko-bizantyńskim - wieże zastąpiono kopułą, z wnętrza usunięto barokowe freski, ołtarze i ambonę. Rozebrano również część zabudowań klasztornych.



W 1921, podobnie jak wiele innych obiektów w czasie zaborów odebranych katolikom na rzecz Rosyjskiego Kościoła Prawosławnego, został zrewindykowany na rzecz katolików. Karmelici ponownie zamieszkali w Wiśniowcu i podjęli odbudowę i renowację świątyni.



Po rozpoczęciu rzezi wołyńskiej i czystki etnicznej w Małopolsce Wschodniej w klasztorze karmelitów schroniła się znaczna grupa Polaków. W 1943 budynek był kilkakrotnie atakowany przez oddziały UPA. W styczniu 1944, po wycofaniu się Niemców z Wiśniowca, w klasztorze nadal pozostawało 300-400 osób, mających nadzieję, że rychłe wejście Armii Czerwonej uniemożliwi UPA nowy atak. Jednak 12 lub ok. 20 lutego 1944 dzięki podstępowi (podawanie się za partyzantów radzieckich lub Polaków) grupa SB OUN (lub partyzanci UPA) wdarła się do budynku. W masakrze Polaków zginęło ok. 300 osób, w tym niemal wszyscy zakonnicy. W tym samym czasie we wsi Wiśniowiec Stary doszło do drugiej masowej zbrodni UPA, której ofiarą padło 138 osób. Po wojnie jedyne ocalałe skrzydło klasztoru zaadaptowano na internat. Kościół spalony przez Ukraińców rozebrano.