Segons J. Lladonosa, l’antiga església parroquial i més tard monestir de Sant Hilari es trobava exactament al lloc on avui s’alça l’hospital provincial, en ple nucli urbà actual de Lleida. A partir de les referències documentals conservades, se sap que el terme de Sant Hilari ocupava una extensa plana regada per una xarxa de braçals originària de la sèquia major del Segrià. L’origen d’aquest lloc sembla que cal cercar-lo en un antic nucli andalusí pròxim al centre urbà. Un cop finalitzada la conquesta de Lleida, es degué iniciar la colonització immediata de l’indret, del qual ja es té notícia el 1152. Paral·lelament al procés de colonització, es constituí una parròquia que agrupà la comunitat de colons. En una donació feta l’any 1166 pel bisbe Guillem als esposos Calvet i Blasqueta, surt esmentada per primera vegada l’església de Sant Hilari. L’any 1168, l’Ordinatio ecclesiae Ilerdensis menciona “ecclesiam Sancti llarii” dins la prepositura de Sant Llorenç de Lleida.
L’any 1204, el bisbe de Lleida i Elvira, muller del comte d’Urgell Ermengol VIII, atorgaren l’església i el lloc de Sant Hilari a les monges del monestir cistercenc de Santa Maria de Vallbona, que hi fundaren una abadia de filiació de Vallbona. L’any 1220 el papa Honori III en confirmà la fundació en una butlla. Aquest mateix any, morí Elvira, que fou enterrada al monestir de Sant Hilari. Posteriorment, la seva filla Aurembiaix manaria construir-hi un sarcòfag i una capella per sebollir la seva mare. Sembla que Aurembiaix residí llargues temporades a l’esmentat monestir on, anys després, també hi fou enterrada.
En la documentació del principi del segle XV, encara trobem referències d’aquest monestir. Fou incendiat el 1464 durant la guerra civil catalana, i les monges s’hagueren de refugiar a Lleida. Amb tot, retornaren al monestir. El 1594 s’hi fusionà la comunitat cistercenca de Vallsanta i el 1604 la del Pedregal. A conseqüència de la guerra dels Segadors el convent quedà pràcticament derruït i les monges es feren construir un nou convent a la Llengua de Serp, al turó de la Seu Vella, fins que a l’inici del segle XVIII li arribà una nova destrucció, aquest cop a causa de la guerra de Successió. Per aquesta raó, l’any 1718 passaren a residir al santuari del Patrocini, a Tamarit de Llitera, on restaren fins a la desamortització.