Kaune XVI a. viduryje įsikūrė vienuolės bernardinės. Jos įsigijo medinį vienuolyną. Jį 1595 m. iškeitė į mūrinį. Kauno maršalka (vėliau tapęs Minsko vaivada) Aleksandras Masalskis nupirko ir dovanojo bernardinėms naujų valdų. Miesto gaisras 1624 m. nuniokojo pastatus. Jie neatstatinėti, o visa teritorija planuota iš naujo.
1625–1634 m. išmūryta bažnyčia ir vienuolynas (fundavo A. Masalskis). Į bažnyčios vakarų sienos apačią įjungta buvusio namo siena, o į centrinius vienuolyno rūmus – buvusio namo galas su arkiniu įvažiavimu. Vienuolyno teritorija apjuosta aukšta mūro siena. Į ją įjungti anksčiau stovėjusių trijų namų galai. Bažnyčią 1668 m. nuniokojo gaisras, sudegė archyvas. Atstatyta bažnyčia konsekruota 1703 m. XVIII a. paaukštintas varpinės bokštas.
1782 m. išmūryta tvora, atskyrusi ūkinį kiemą (1938 m. didesnė dalis tvoros nugriauta). Vienuolyno Dabravolės ir Zapyškio palivarkai 1795 m. atiteko Prūsijai. Vietoj jų paskirtas Ašmenos apskrities Remizavo palivarkas.
Vienuolynas 1864 m. uždarytas. Jo vakarinėje dalyje įsikūrė iš Varnių atkelta Žemaičių vyskupijos būstinė su kunigų seminarija. Rytinė dalis su bažnyčia atiteko Kauno parapijai (tik iki 1935 m. centrinių rūmų pirmame aukšte buvo seminarijos biblioteka).
1899 m. bažnyčia suremontuota. Per Pirmąjį pasaulinį karą apgadinti vargonai, bažnyčios vidus, stogas. Pagal inžinieriaus Vaclovo Michnevičiaus 1929 m. projektą ant vienuolyno vakarinių korpusų užstatyti dar 2 aukštai (per Antrąjį pasaulinį karą jų šiaurinė dalis sugriauta, liko vienas keturaukštis korpusas).
Netoli bažnyčios, pietų pusėje, XVII a. pastatytas bokštas (prie buvusių kapinių). Pagal inžinieriaus Karolio Reisono 1933 m. projektą tarp bokšto ir Švč. Trejybės bažnyčios įterptas 3 aukštų kunigų seminarijos administracinis pastatas.
1938 m. bažnyčia atiduota saleziečiams. 1939 m. pagal architekto prof. Mykolo Songailos projektą buvo pertvarkytas bažnyčios vidus. 1942–1944 m. parapijos klebonas salezietis Bronius Paukštys (1897–1966), kitų kunigų padedamas, išgelbėjo apie 200 žydų.
Bažnyčia 1963 m. uždaryta. Pagal architektų Birutės Kugevičienės ir Liudos Perevičienės projektus 1969 m. pradėta rekonstruoti ir restauruoti bažnyčia, buvęs vienuolynas. 1982 m. vasario 17 d. dar remontuoti nebaigtoje bažnyčioje vyskupas Liudvikas Povilonis laikė pirmąsias koncelebruotines Šv. Mišias.