Historia klasztoru ojców Karmelitów Bosych w Zagórzu sięga 1700 roku, kiedy ówczesny wojewoda wołyński Jan Franciszek Stadnicki ustanowił fundację dla klasztoru jako wotum dziękczynne za ocalenie pobliskiego Leska przed potopem szwedzkim. Testament mówiący o tym wydarzeniu został niedawno odnaleziony. Już w 1714 r. w klasztorze zamieszkali zakonnicy, a do 1730 r. ukończono budowę całego zespołu. Mury obronne wraz z fortyfikacjami powstały w następnych latach. Barokowy klasztor był warownią stanowiącą jedno z ogniw łańcucha obronnego, w którego skład wchodziły zamki: Sobień, Sanok, Lesko, Odrzykoń i Dobromil.
Zagórski konwent, murowany z kamienia, obejmuje: kościół na rzucie krzyża greckiego z jednym ramieniem przedłużonym, tworzącym chór zakonny, klasztor na rzucie czworoboku z wirydarzem pośrodku, foresterium (dom gościnny), budynek bramny, kordegardę, wozownię, budynki gospodarcze, studnię, obelisk z figurą Matki Bożej Szkaplerznej, ogród klauzurowy, mury obronne i pozostałości budynku szpitala znajdujące się poza murami obronnymi. Łącznie w obrębie murów znajduje się powierzchnia 1,59 ha. W latach swojej świetności (do pierwszego rozbioru Polski) zespół dzielił się na trzy części: dostępny dla wiernych plac z kościołem i zabudowaniami gościnnymi, na który wchodziło się przez okazałą bramę, część gospodarczą oraz klauzurowy klasztor z ogrodem, obejmujący 22 cele zakonników, bibliotekę, refektarz i kuchnię.
Wnętrze kościoła ozdobiono malarstwem iluzjonistycznym, które zastąpiło budowę ołtarzy, co było rozwiązaniem niezwykle rzadkim. Na styku kościoła z klasztorem umieszczono dwie wieże, które pełniły funkcję dzwonnic. Jan Stadnicki przeznaczył również testamentem stały fundusz na klasztorny szpital utrzymujący 12 weteranów wojskowych, pochodzenia szlacheckiego. Szpital istniał aż do kasaty klasztoru w 1831r.
W okresie konfederacji barskiej ziemia sanocka stała się areną zmagań oddziałów konfederackich z wojskami rosyjskimi. Ich świadectwem są okopy Pułaskiego.W 1772 roku wojska rosyjskie dowodzone przez generała Iwana Drewicza obległy w klasztorze konfederatów barskich. Zabudowania klasztorne zostały ostrzelane z armat, część z nich uległa spaleniu i zniszczeniu. Obrona klasztoru w Zagórzu była ostatnią bitwą konfederacji. Dla upamiętnienia tych wydarzeń w 2018 r. w centrum miasta Zagórza odsłonięto pomnik Nieznanego Konfederata Barskiego, autorstwa dr habilitowanego Piotra Zieleniaka.
Po pożarze i zniszczeniach zakonnikom udało się odrestaurować konwent, jednakże prowadzona przez Austrię polityka józefinizmu nie pozwoliła na powrót do jego dawnej świetności. Według oficjalnej wersji policji austriackiej 26 listopada 1822 roku o godzinie drugiej po południu podczas sprzeczki przeora z jednym z zakonników doszło do drugiego pożaru, który strawił zabudowania karmelu, według innej wersji celowe podpalenie z inicjatywy władz zaborczych. W roku 1831 rząd austriacki zniósł klasztor w Zagórzu, majątki i legaty przeszły na skarb państwaa karmelici zostali przeniesieni do Przeworska oraz Lwowa. Ocalałe z pożaru wyposażenie kościoła – w tym znacznych rozmiarów obrazy umieszczono w kościele parafialnym w Zagórzu. Przez 135 lat zniszczony i opustoszały klasztor pozostawał bez opieki, aż do czasu, kiedy to w 1957 r. karmelici podjęli się odbudowy zagórskiego karmelu. Po śmierci niestrudzonego inicjatora odbudowy O. Józefa, znanego jako Jan Prus karmelici musieli zrezygnować z kontynuowania dalszej odbudowy z powodu braku środków finansowych. Dnia 10 października 1962 r., na polecenie przełożonych zakonnicy opuścili zagórski Karmel.
Ratowania ruin podjęli się dopiero w III RP gospodarze gminy Zagórz wraz z Podkarpackim Wojewódzkim Konserwatorem Zabytków.
Po przejęciu tego obiektu przez Gminę Zagórz, od 2000 roku trwały systematyczne prace mające na celu zabezpieczenie niszczejącego zabytku. Oczyszczono mury kościoła i klasztoru z drzew i krzewów, uporządkowano teren w obrębie murów obronnych. Wyremontowano i ponownie ustawiono na obelisku przed kościołem figurę Matki Bożej z Dzieciątkiem. Odbudowano dwie znacznie zrujnowane baszty (wieże) kościoła, nie ukończono jednak górnych – najbardziej efektownych – części wież, tzw. oktagonów. Ponadto w kolejnych latach w wyniku realizacji prac konserwatorskich zabezpieczone zostały trzy elewacje kościoła (południowa, zachodnia i północna (frontowa). Jednak po kilku latach dobra passa dla zagórskiego karmelu się skończyła. W wyniku zmiany przepisów dotyczących finansowania prac przy zabytkach roboty zostały przerwane. Lepsze czasy nastały dopiero od 2011 r. kiedy to na nowo rozpoczęto realizację prac konserwatorskich, co sprawia, że ruiny stopniowo odzyskują dawny blask.