En la primera mitad del siglo XIII los franciscanos se encuentran en Valladolid; concretamente en Río de Olmos, a la orilla del Pisuerga. Adentrándose en la ciudad en el mismo siglo XIII, su dilatada presencia a lo largo más o menos de seis siglos está asociada a conventos muy conocidos en la ciudad: el de San Francisco, sobre todo éste, y el de San Diego, que como tales dejaron de existir en 1836 con la desamortización.

Tras una ausencia de 87 años, los franciscanos volvieron a la ciudad el 21 de octubre de 1923, y abrieron para el culto la pequeña iglesia de la Sagrada Familia en el Paseo de Zorrilla. En vista de las pequeñas dimensiones de la iglesia y de la necesidad de locales más amplios para el apostolado, se construyó, en la otra acera del Paseo de Zorrilla, una nueva iglesia, dedicada a San Antonio y abierta al culto el 31 de diciembre de 1959, y que se erigió canónicamente en parroquia en 1965, recibiendo más tarde el título de la Inmaculada Concepción. Adosado a la iglesia se construyó el nuevo convento, en funciones a partir del 1 de mayo de 1969.

Actualmente la comunidad se dedica a labores pastorales muy variadas: la educación en la fe de niños, adolescentes y jóvenes, la formación permanente de adultos, la atención a enfermos, inmigrantes, necesitados por medio de seglares; el cuidado de la Orden franciscana seglar, de la Legión de María. En esta iglesia, y asociada a OFS, radica la Cofradía de la Cruz desnuda. Varios de los miembros de la comunidad atienden también a comunidades religiosas femeninas franciscanas. Y últimamente asisten regularmente algunos domingos a algunas parroquias rurales de la diócesis.