Este ex convento agustino, construido a partir de 1539, destaca por su fachada, una joya del plateresco, así como por su pintura mural, de las más tempranas en ejecutarse en América Latina. Después de un arduo proceso de rescate, el recinto fue habilitado como museo en 1921. Hasta 1992 exhibió obra pictórica y escultórica católicas, libros del fondo parroquial, objetos prehispánicos y elementos arquitectónicos rescatados del desazolve, junto con obra requisada de otros conventos. También, en 1992, se instaló una exposición referente a la historia y piezas de relevancia artística sólo en algunas áreas del convento: cocina, anterrefectorio y refectorio. En 2000 se agregaron la ambientación museográfica de una celda y la galería de agustinos notables, y en 2012 se terminó una de las fases de intervención y se trabajó en un nuevo guion museográfico.

Por el momento no se exhiben colecciones, pero el visitante puede recorrer el hermoso edificio, cuya planta baja alberga el portal de peregrinos, la portería, la cocina, el refectorio, el anterrefectorio, la sala De profundis y los claustros mayor y menor. Por su parte, en la planta alta es posible recorrer las celdas, la galería poniente, los claustros mayor y menor, la sala capitular, la capilla abierta y la biblioteca, entre otros espacios.

El templo, abierto al culto, cuenta con una cruz atrial de cantera labrada conforme al estilo tequitqui (arte cristiano hecho por indígenas poco después de la Conquista). En el ábside con nervadura gótica están representados personajes importantes: obispos, cardenales y frailes, junto con profetas del Antiguo Testamento y santos con el hábito agustino. Sobresalen igualmente un retablo dorado de estilo barroco salomónico con pintura sobre madera, las reproducciones de temas relacionados con la infancia de Jesús, una Virgen del siglo XVIII, pasajes de la Pasión de Cristo, y notables frescos y cenefas con epigrafía que retoma algunos salmos y frases de la filosofía agustiniana.

La historia del antiguo convento agustino no ha estado exenta de tropiezos. Tres tormentas provocaron que las aguas del lago de Texcoco y de la Presa del Rey se desbordaran e inundaran el templo, dos de ellas en el siglo XVII y una más en el siglo XVIII, cuando el primer piso quedó cubierto de agua y lodo. Ante la pérdida de obra religiosa y fondos documentales, el inmueble fue abandonado por los religiosos. No obstante, el clero secular lo ocupó de nueva cuenta a mediados del siglo XIX, a pesar de que se hallaba bajo el lodo.

La Inspección General de Monumentos Artísticos e Históricos decidió rescatarlo en 1920, y en 1921 ya funcionaba como museo. El segundo nivel, que había librado las inundaciones, quedó en condiciones para exhibir la muestra de escultura.

A mediados del siglo XX concluyó la restauración del ex convento, tarea que comprendió el desazolve, su reacondicionamiento y el rescate de algunas áreas de las ruinas.