Vienuolynas pradėtas statyti XVI a. pabaigoje ir baigtas 1779 m. Be gyvenamųjų vienuolyno pastatų dar buvo pastatyta du svirnai, arklidės su vežimine, tvartas, šulinys.

1789 m. pastatytas svirnas su išlikusia įdomia autentiška medine konstrukcija. Šiauriniame gale buvo įrengtas malūnas. Centre yra dviejų aukštų įvažiavimo broma su vartais. Virš vežiminės – mansarda, kurioje džiovindavo vaistinius augalus.

XIX a. pradžioje vienuolynui priklausė Karališkių palivarkas, Daunorių kaimas, Barzdžių palivarkas su kaimu – daugiau kaip 45 valakai žemės.

Vienuoliai įsteigė noviciatą ir mokyklą, sukaupė 970 tomų biblioteką, kurioje buvo ir lietuviškų knygų. Dominikonas Domininkas Sutkevičius (1782–1849) apie 1835 m. parengė lietuvių-lenkų ir lietuvių-lotynų-lenkų kalbų žodynus. Rapolas Jasikevičius 1855-1859 m. išleido 4 tomų pamokslų rinkinį lietuvių kalba, kurį pripažino net rusų carinė valdžia.

Palėvenės vienuolynas per 150 metų buvo Aukštaitijos dvasinis ir kultūros židinys. Nuo 1798 m. jame vykdavo filosofijos ir retorikos studijos, o po 1811 m. iš Vilniaus atkeltas teologijos kursas tikinčiajai jaunuomenei.

Už bendradarbiavimą su 1863 m. sukilėliais, Kauno gubernatorius įsakė Palėvenės vienuolyną uždaryti, o 20 vienuolių išskirstyti į Raseinių, Gardino, Nesvyžiaus ir Žemaičių Kalvarijos vienuolynus. 1865 m. vienuolynas buvo uždarytas ir vėliau labai sunyko. Vienuolis Hiacintas Milostnickis atiduotas karo lauko teismui, o bažnyčia palikta katalikams, prie jos palikus du vienuolius.

Pasaulietinio turinio knygos buvo perduotos Kauno gimnazijai, o dvasinio – paliktos vietoje likimo valiai. XX a. pradžioje iš Palėvenės apylinkių kilęs studentas Jurgis Elisonas surinko bibliotekoje dar likusias vertingesnes knygas ir jas perdavė Vilniuje veikusiai Lietuvių mokslo draugijai. Likusias knygas 1916 m. į Vokietiją išvežė vokiečiai. Po Antrojo pasaulinio karo įsikūręs kolūkis labai suniokojo vienuolyną.

Šiuo metu buvusio vienuolyno ansamblis įeina į 1988 m. sudarytą saugomo gamtinio landšafto teritoriją. Teišliko tik mūriniai statiniai: vienuolių gyvenamasis namas, arklidės su vežimine, svirnas su malūnu, lavoninė ir tvora su įvažiavimo vartais.