En el año 1399 Martín el Humano cedió todas las posesiones reales de Valldemosa a los monjes cartujos.
Estos fundaron la Cartuja y la habitaron hasta 1835, cuando pasó a manos privadas por la desamortización de Mendizábal.
La iglesia, edificio de estilo neoclásico decorado por grandes artistas y artesanos de la época, se empezó a construir en 1751 sobre la iglesia primitiva erigida en 1446.
En la celda 4 se encuentran los documentos y recuerdos de la estancia del músico Frederic Chopin y la escritora George Sand el invierno del año 1838-1839.
En el conjunto está el Museo Municipal, que acoge una sección dedicada a la antigua Imprenta Guasp, la sala del Archiduque Luis Salvador, la pinacoteca "La Serra de Tramuntana" y una colección de arte contemporáneo.