Troškūnų dvaro savininkas Vladislovas Sakalauskas 1696 m. pasikvietė bernardinus, pastatė vienaaukštį mūrinį vienuolyną, 1698 m. – medinę bažnyčią. Iš pradžių vienuolynui dovanojo 2 valakus žemės ir pinigų iš Raguvos dvaro ir Troškūnų dvaro. Vėliau skirta 30 valakų Surviliškio žemės be valstiečių.

1743 m. bažnyčia sudegė. 1747 m. atstatyta, 1770 m. vėl sudegė. Vienuolyno gvardijono kunigo Domininko Dambrausko rūpesčiu 1774–1787 m. pastatyta dabartinė mūrinė bažnyčia (architektas Martynas Knakfusas). Ją 1803 m. rugpjūčio 12 d. konsekravo Vilniaus pavyskupis Dovydas Pilkauskas. 1800 m. pastatyta mūrinė varpinė (architektas Pietras De Rosis).

1794 m. pastatytas mūrinis vienaaukštis U raidės formos vienuolynas. Prie jo 1797 m. įsteigta 5 klasių vidurinė mokykla (nuo 1803 m. – 6 klasių, nuo 1829 m. – gimnazija), 1834 m. vietoj jos – Panevėžio bajorų mokykla (1840 m. iškelta į Panevėžį). Mokykla turėjo įvairių mokymo priemonių, biblioteką, kurioje buvo apie 300 knygų. Vienuolyne XVIII a. veikė vienuolių oratorikos mokykla.

Troškūnuose XVIII a. pabaigoje klebonavo religinių raštų autorius Ciprijonas Lukauskis. Vienuolis kunigas Andrius Beinoravičius 1833 m. areštuotas ir apkaltintas dalyvavimu 1831 m. sukilime. Neįrodžius kaltės 1834 m. paleistas. M. Muravjovo įsakymu triskart tirta, ar Troškūnų bernardinai neprisidėjo prie 1863 m. sukilimo. Nors įrodymų nerasta, 1864 m. vienuolynas uždarytas M. Muravjovo įsakymu, neva „Troškūnų bernardinai nedraudė jiems priklausančioje bažnyčioje giedoti giesmes, priešingas valdžiai“. Dėl lietuviškos veiklos 1896 m. nubaustas vikaras Vincas Pacevičius, 1902 m. – vikaras Pranciškus Janulaitis (istoriko Augustino Janulaičio brolis).

1890 m. buvo rekonstruota, varpinė paaukštinta iki 43 metrų.[1] Prie bažnyčios 1902 m. suburti vyrų ir vaikų chorai. 1908 m. bažnyčia buvo atnaujinta vadovaujant Antanui Stepulioniui.[1] 1929–1937 m. Troškūnuose buvo įsikūrę pranciškonai. Jie suremontavo bažnyčią, vienuolyną, pastatė parapijos salę.

Atgimimo metais kunigo S. Filipavičiaus rūpesčiu vienuolyno griuvėsiai atnaujinti, jame įsikūrė parapijos namai, Lietuvos Kolpingo draugijos tarptautinis jaunimo centras. Vasarą rengiami klasikinės muzikos koncertai.