Cystersi oliwscy z części swych posiadłości, które otrzymali od książąt pomorskich około 1215 roku, ufundowali i uposażyli w 1245 roku klasztor dla cysterek. Pierwszy kościół i klasztor były drewniane. Budowę dzisiejszego, ceglanego rozpoczęto po 1279 roku, po oficjalnym zatwierdzeniu przez księcia Mestwina II. W II połowie XIV wieku prace ukończono.
W 1409 roku wzniesiono parterowy budynek dla ojców cystersów opiekujących się klasztorem tzw. Opatówkę (plebanię). Kościół początkowo tylko zakonny w XV wieku stał się także kościołem parafialnym. Życie parafialne toczyło się w części dolnej świątyni, a monastyczne na obszernym chórze.
Na początku XVI wieku Pomorze Gdańskie ogarnął ruch reformatorski. Spowodował on upadek dyscypliny zakonnej w klasztorze żarnowieckim . Duża część cysterek opuściła mury klasztorne, te zaś, które pozostały na miejscu, przestały przestrzegać klauzurę. W związku z tym ich posiadłości, wraz z kościołem i parafią zostały przekazane w 1589 roku benedyktynkom z Chełmna. Ich dziełem pozostaje do dziś bogate barokowe wyposażenie wnętrza kościoła. Przebudowano wówczas wnętrze kościoła dodając także piętro plebanii (ok. roku 1635). Posługę duszpasterska zlecono księżom diecezjalnym.
W 1834 roku na skutek działania władz pruskich (konfiskata majątku, zakaz przyjmowania do nowicjatu) nastąpiła kasata klasztoru benedyktynek. Opiekę nad kościołem i budynkami klasztornymi przejęła parafia. Część budynków rozebrano, inne zaadaptowano do nowych potrzeb. Na fali zainteresowania gotykiem władze pruskie zaczęły wspierać pod koniec XIX wieku odnawianie tutejszych obiektów. Był to ostatni moment, gdyż budynki klasztorne zaczęły popadać w ruinę. Dziś żarnowieckie założenie klasztorne cysterek jest jedynym na Pomorzu, które ocalało w zasadniczej części. Na skutek szeregu błędów, m.in. przysypywania ziemią murów nastąpiło niestety mocne zawilgocenie wszystkich budynki) w.
W roku 1946 przylegający do kościoła budynek klasztorny na nowo zasiedliły przybyłe z Wilna benedyktynki. Po przeszło 100-letniej przerwie odrodziło się w Żarnowcu życie monastyczne. Dziś rytm życia modlitewnego mniszek toczy się w klasztornej kaplicy, zaś świątynia pozostaje kościołem parafialnym. Parafia również sprawuję opiekę nad południową i wschodnią częścią krużganków, cmentarzem i dawną Opatówką, a dziś plebanią.
