En 1618, il y a déjà vingt-deux carmels en France : Paris (1604), Pontoise (1605), Dijon (1606), Amiens (1608)… À Beaune, Françoise, Catherine et Marie Richard souhaitent fonder un carmel et repèrent le prieuré Saint-Étienne pour loger la petite communauté. Ancien prieuré bénédictin dépendant de l’abbaye Saint-Bénigne de Dijon, il est alors en commende au chanoine Bataille qui l’abandonne au profit de sa nièce qui vient de naître au foyer de sa sœur Parigot, à condition que la petite Marguerite soit reçue au futur carmel comme bienfaitrice. Dans le même temps, la prieure du carmel de Dijon, Françoise du Saint-Esprit (Legoux), souhaite fonder à Beaune, dont elle est originaire. Après avoir obtenue les autorisations ecclésiastiques, quelques religieuses partent à Beaune le 25 juillet 1619 et, le lendemain, l’Abbé de Bretigny célèbre la première messe. Traducteur des œuvres de Thérèse d’Avila (1601), il a participé au voyage en Espagne (1604) qui a permis de faire venir les filles de Thérèse en France ; il consacre sa fortune à ces fondations dont la restauration du prieuré Saint-Étienne et, à sa mort, son cœur est envoyé à Beaune tandis que son corps est inhumé au carmel de Rouen.
En 1630, arrive Marguerite Parigot qui, âgée de 11 ans, fait profession en 1634/36 et devient Marguerite du Saint-Sacrement ; ses visions mystiques et sa dévotion à l’Enfant-Jésus alimentent la renommée du couvent. À sa mort en 1643, la communauté compte vingt-huit professes originaires de la ville et cinq venues d’ailleurs.
Ces femmes s’immergent dans la spiritualité du Carmel avec une importance donnée au mystère de l’Incarnation du Verbe comme acte essentiel de l’anéantissement du Verbe de Dieu et à « l’état d’enfance » spirituelle (apport de l’École française avec Bérulle et l’Oratoire).
Mais la communauté, dont les confesseurs sont des pères de l’Oratoire, est accusée de Jansénisme et dispersée. Rapidement reconstituée, elle continue à se développer : dix-huit carmélites en 1744, vingt-huit en 1748, trente-et-une en 1766, trente-cinq en 1772. En 1792, vingt-quatre religieuses refusent de prêter serment à la Constitution et sont emprisonnées jusqu’en juillet 1794. Dispersées dans les familles, elles reprennent une vie communautaire en 1804 dans une maison rue du Rempart et accueillent six carmélites dijonnaises en 1819. En 1835, elles achètent un terrain route de Choray, font construire une chapelle, des lieux réguliers et rapatrient les tombes de leurs fondatrices.
En 1873, Marguerite du Saint-Sacrement est déclarée vénérable d’où une nouvelle impulsion à sa dévotion et à celle de l’Enfant Jésus avec la statue du Petit Roi de gloire qu’avait offert en 1643 le baron de Renty. Son culte est alors remis à l’honneur par l’abbé Chocarne et, malgré une interruption (1901-1919), il perdure aujourd’hui grâce à la présence de nouvelles communautés. En effet, les carmélites quittant Beaune en 2001 sont remplacées par la Communauté des Béatitudes (2001-2011), puis par la Fraternité de l’Enfant Jésus (2011-2012) ; érigé en sanctuaire diocésain, le monastère est animé depuis 2015 par des carmélites de l’Enfant-Jésus polonaises.