La intención original de la edificación era un convento para reunir a las jóvenes de la nobleza y tuvieran una educación especializada en ese lugar. La idea vino de la mano de Bárbara de Braganza, esposa del rey Felipe VI, quien tenía la intención oculta de utilizar este recinto como refugio para escapar del protocolo y de su suegra, Isabel de Farnesio.
La construcción estuvo a cargo de François Carlier, aunque por numerosas ausencias fue asumida por Francisco Moradillo, quien estuvo a cargo de modificaciones como la inclusión de las torres en la fachada.
Al fallecer los reyes fueron sepultados en el mismo convento, dentro de un mausoleo diseñado por el arquitecto Francisco Sabatini. Más de 100 años después de su fundación, en 1870, la iglesia se tomó como Palacio de Justicia, hasta que en 1891 se instauró como parroquia propiamente.
La fachada del lugar llama la atención por su elegante escalinata, y dentro de este, el propio mausoleo diseñado por Sabatini es una atracción, además de las proporciones armoniosas de las naves, que se decoraron con mármol, pavimento de jaspe y maderas nobles.
En la actualidad la Iglesia de las Salesas Reales, como comúnmente se le conoce en Madrid, es parte de la sede del Tribunal Supremo de la ciudad.