W 1398 r. do Bydgoszczy przybyli karmelici. Na podmokłych terenach znajdujących się na dzisiejszym Placu Teatralnym około 1408 r. zbudowali swój drewniany kościół i klasztor, który częściowo spłonął w 1409 r. Odbudowany ze zniszczeń, w połowie XVI w. zastąpiony został murowanym, późnogotyckim kompleksem, który przez wieki podlegał przebudowom i modernizacjom.
Zakonnicy, dysponujący odpowiednim majątkiem i wspierani darczyńcami, wyposażyli swój kompleks w cenne naczynia, rzeźby i obrazy. Zabudowania klasztoru i kościoła były we władaniu karmelitów do czasu ich sekularyzacji w 1816 r.
Po przejęciu majątku karmelitów przez miasto w budynkach klasztornych działały różne szkoły, m.in. ewangelickie seminarium nauczycielskie. Natomiast kościół rozebrano w 1823 r. i na jego fundamentach zbudowano gmach Teatru Miejskiego. Po jego pożarze w 1890 r. postanowiono zbudować nowy gmach. Teren pod jego budowę uzyskano, rozbierając budynki klasztorne oraz w 1895 r. wieżę-dzwonnicę. Podczas prac archeologicznych w 2002 r. odkryto pozostałości kamiennych fundamentów klasztoru oraz dwa chodniki łączące budynki mieszkalne ze świątynią. Starszy z nich, posadowiony głębiej, zbudowany był z drewna sosnowego. Nad nim powstał później kamienny ciąg komunikacyjny. W nawarstwieniach znaleziono również rzeczy używane przez zakonników.
Po bydgoskiej siedzibie karmelitów pozostały elementy wyposażenia rozrzucone po różnych świątyniach. W miejscu dawnego prezbiterium kościoła karmelickiego, którego zarys zaznaczono granitową kostką, w 2009 r. zamontowano pamiątkową tablicę. Miejsce to znajduje się w pobliżu przejścia dla pieszych u zbiegu ulic Mostowej i Marszałka Ferdynanda Focha.