Chassés de Castres par les protestants en 1569, les Chartreux viennent s'établir à Toulouse et prennent possession de Saint-Pierre-des-Cuisines. En 1602, commence la construction de leur propre église et de leur couvent. L'église est rapidement bâtie (1602-1612) même si le dôme ne sera terminé qu'en 1787 (le dôme provisoire est en bois). L'autel installé sous le dôme sépare la nef des fidèles de la nef réservée aux Chartreux. Les autres bâtiments du couvent sont construits entre 1602 et 1623 mais ont été détruits depuis (il ne reste que les arcades du cloître près de l'Université des Sciences Sociales). De la rue Valade, on ne devine même pas l'église vers laquelle on ne pénètre que par un petit portail environné de sculptures. L'église des Chartreux est aujourd'hui le siège de la paroisse des étudiants toulousains.