La costruzione che si può ammirare oggi venne edificata su di una preesistente struttura. I frati Minori Francescani iniziarono a costruire l'edificio negli ultimi decenni del Cinquecento, ma si dovettero scontrare con il Municipio del borgo di Monsampolo. I lavori durarono circa un decennio e portarono all'edificazione della chiesa intitolata al SS.Crocifisso, con attiguo convento di due piani, uno splendido chiostro in larga parte affrescato, e orti adiacenti.
Nel corso dei secoli il complesso monastico subì vari cambiamenti, e nel 1866, a seguito della legge del regno Italiano sulla soppressione legislativa delle organizzazioni ecclesiastiche, i frati furono costretti ad abbandonare il convento, destinato ad ospitare la caserma dei Carabinieri.
Negli anni Sessanta del Novecento vi fu purtroppo la distruzione della chiesa del SS. Crocifisso ed il complesso fu letteralmente snaturato architettonicamente, tanto che fu compromessa la parte più suggestiva della facciata.
Oltre due decenni dopo il Convento fu oggetto di importanti restauri che portarono alla realizzazione del Museo Civico. Il chiostro è caratterizzato da un elegante pozzo in pietra di travertino a pianta ottagonale e conserva ad oggi la cisterna interrata. Il Refettorio conserva tracce di affreschi di figure religiose nelle volte e nelle pareti, ed è l'ambiente più suggestivo del complesso, con ancora l'originaria pavimentazione in cotto. Spiccano le rappresentazioni datate tra la fine del XVI e i primi decenni del Seicento con un "San Francesco Orante", un "San Lorenzo", e "Le Stimmate di San Francesco", probabilmente della fine del XVIII secolo.
Con gli ultimi lavori di recupero e restauro è stato possibile ammirare la visione del fronte laterale della navata della demolita chiesa del SS. Crocifisso, gli ingressi che collegavano la Cripta del Convento ed una rampa di scale della grotta, cui ancora vi è una sorgente attiva.