Pierwotny kościół franciszkański w Radomsku został wzniesiony przez księcia sieradzkiego Leszka Czarnego po lokacji miasta, która odbyła się w 1266 r.

Obecny kościół ufundował zapewne Władysław Łokietek w XIV w. W r. 1543, staraniem królowej Bony, kościół został odbudowany, a klasztor na nowo zbudowany. W r. 1651 pożar zniszczył klasztor poraz szósty. W latach 1728-37 wybudowano klasztor murowany.

Po rozbiorach Polski, Radomsko zagarnęły Prusy. Rząd pruski w 1800 r. skonfiskował znaczną część dóbr klasztornych, a zakonnikom na utrzymanie wyznaczył pensje.

Po utworzeniu Księstwa Warszawskiego, a następnie Królestwa Kongresowego, Radomsko znalazło się w granicach Królestwa, a więc pod panowaniem Rosji. W 1864 r. rząd carski skasował klasztor, a budynki zajął na urzędy państwowe.

Po I wojnie światowej i odzyskaniu przez Polskę niepodległości klasztor radomszczański był jednym z pierwszych klasztorów, do których nasi współbracia przybyli już w 1918 r. z prowincji galicyjskiej.

Kościół radomszczański przeszedł w latach siedemdziesiątych dość gruntowny remont. Dokonano bowiem wzmocnienia fundamentów, ankrowania ścian, pokrycia dachu miedzianą blachą, wymieniono instalację elektryczną i odnowiono polichromię. Wcześnie zainstalowano nowe duże organy.

Dnia 10 października 1991 r. bp Stanisław Nowak nadał kościołowi rangę sanktuarium Matki Boskiej Bolesnej i dokonał poświęcenia Dróżek MB Bolesnej, umieszczonych w murze otaczającym dziedziniec przykościelny. W połowie lat dziewięćdziesiątych urządzono kaplicę Miłosierdzia Bożego w pomieszczeniu znajdującym się przy wejściu na krużganki klasztoru.

Od 1 października 1996 r do 2007 r. klasztor był miejscem odbywania junioratu braci zakonnych.