Das ehemalige Kartäuserkloster lag oberhalb von Mainz, gegenüber der Mainmündung auf dem St. Michaelsberg. Im Jahr 1320 hatte Erzbischof Peter von Mainz den Kartäusern diesen Platz zur Erbauung eines Klosters angewiesen. Bereits 1324 stand der Klosterbau fertig da, so dass er von den Mönchen des Kartäuserklosters zu St. Peterstal im Rheingau bezogen werden konnte. Der Bau der Kirche dauerte länger. Erst 1330 ließ ein Kanoniker und Schulmeister im Stift Bingen das Gotteshaus auf eigene Kosten errichten. Zwanzig Jahre später, im Jahr 1350, wurde es von Weihbischof Albert von Beichlingen geweiht.
Das Kloster wurde 1361 von Kaiser Karl IV. in Schutz genommen, mit Privilegien ausgestattet und unter den Schutz des Reichsschultheißen von Oppenheim gestellt. Dank Schutz und reicher Zuwendungen blühte es auf. Doch am 22.8.1552 fiel es, wie andere Gotteshäuser auch, den Truppen des Markgrafen Albrecht von Brandenburg zum Opfer. Die Kartäuser wurden zerstreut, einige wohnten im Haus "Zur Eiche" in Mainz, das sie 1460 erworben hatten. Die Kirche und die Klostergebäude blieben bis zum Prioriat des Valentin von Kapellen im Jahr 1589 mit Stroh gedeckt. Nun wurden die Dächer mit Ziegeln ausgestattet und die Gebäude notdürftig hergerichtet. Valentins Nachfolger Konrad Fanis, der 1613 das Prioriat antrat, baute Kirche und Kloster neu auf, aber so ungeschickt, dass kaum 100 Jahre später der Einsturz drohte und alles neu errichtet werden musste.
Beim Überfall der Schweden im Dreißigjährigen Krieg (1618-1648) flüchtete 1631 der Prior Jonas Meder nach Köln und schickte seine Mönche nach Frankreich. Sie kamen zurück, als die Schweden Mainz im Jahr 1636 wieder verließen. Dank der Initiative eines vom Prior zurückgelassenen Bruders waren die Klostergüter 1636 noch in recht gutem Zustand. Während der Belagerung der Stadt Mainz 1689 wurden zwar die Gärten und Weinberge des Klosters verwüstet, die Hauptgebäude bleiben aber weitgehend verschont, weil der kommandierende Herzog Karl von Lothringen und die beiden Kurfürsten von Bayern und Sachsen ihr Hauptquartier in den Klostergebäuden hatten.
Im Jahr 1712 trat Michael Welken das Prioriat an; er führte das Kloster zu neuer Blüte. Er ließ 1715 die Kirche prächtig ausmalen, mit Marmorplatten belegen, den Chor mit kunstvollen Stühlen versehen und auch die Hauptgebäude, die Kapelle und den Kreuzgang, an den die Zellen und kleinen Wohnhäuser der Mönche angebaut waren, von Grund auf erneuern. Für die Bibliothek schuf er über der Kapelle einen feuerfesten Raum. Auch um die Landwirtschaft und die Einkünfte des Klosters kümmerte er sich bis zu seinem Tod 1753, nur so waren die kostspieligen Ausbauarbeiten zu finanzieren gewesen.
Die große Anzahl der Malereien, mit denen die Wände des Kreuzganges versehen waren, stellten die evangelische Geschichte vor und waren vom Maler Wölbert gefertigt worden. An der südlichen Seite des Kreuzganges stand die Kirche, und gegenüber die Kapelle, auf den drei übrigen Seiten waren die 22 mit den Buchstaben des lateinischen Alphabets über den Türen bezeichneten Zellen angebracht, wovon eine jede ein Vorhaus, eine Stube, eine Kammer, Küche, Speicher, Arbeitshaus, Keller und Garten hatte, alles war freilich klein und bescheiden.
Auf Betreiben des Kurfürsten Friedrich Karl Joseph von Erthal wurde das Kloster, samt den Frauenklöstern Altmünster und Reich-Klara von Papst Pius VI. durch ein Breve vom 24.08.1781 aufgehoben. Das Klostervermögen wurde dem neu gegründeten Universitäts-Fonds überwiesen. Hierauf wurde den versammelten Mönchen am 15.11.1781 die Aufhebung der Kartause mitgeteilt und das Klostervermögen beschlagnahmt. Die Kartäuser blieben noch ungefähr ein Jahr zusammen im Kloster. Dann wurde jedem anheimgestellt, entweder in die Kartause nach Erfurt zu gehen oder fortan als Weltgeistlicher mit einem lebenslänglichen Gehalt von 250 Gulden zu leben. Nach der Aufhebung kaufte der Kurfürst 1788 für 83.000 Gulden das Kloster samt den Weinbergen bis zur Mauer, womit der Gesamtkomplex umgeben war, von der Universität zurück. Er ließ die Kirche samt Kreuzgang und Kapelle in den Jahren 1790 bis 1792 niederreißen und verband das Gelände mit dem benachbarten Favorite-Garten. Den prächtigen marmornen Hochaltar kaufte die Abtei Seligenstadt, die kostbaren Chorstühle kamen an den Dom zu Trier. Der Kurfürst hatte bereits angefangen, das Favorite-Schlösschen auszubauen und war damit bereits beim Dach angelangt, auch wollte er auf dem Platz des ehemaligen Kreuzganges einen 50 Meter langen Gartensaal bauen lassen, als General Custine mit der französischen Armee die Stadt Mainz besetzte und den Rest der Klostergebäude samt der Favorite bis auf den Grund zerstören ließ. Im Jahr 1820 wurden die letzten Reste abgebrochen und ein Wirtschaftsgebäude auf dem Platz des ehemaligen Klosters errichtet.