L’attuale chiesa del Carmine si innesta nella compagine dove anticamente vi era una chiesetta intitolata S. Maria delle Lame, così chiamata, perché vicina alla lama del torrente Tiflis. Al momento della costruzione della nuova chiesa (1490-3), quella cappella, in parte, fu conservata insieme al muro su cui era dipinta l’effigie della Madonna col Bambino. Si insediarono subito i Carmelitani con don. Giovanni De Napoli che si preoccupò della costruzione del convento, mentre al patrizio bitontino Jannotto Santarelli si deve la costruzione della chiesa. I rifacimenti postumi furono numerosi e riguardarono sia le decorazioni interne, sia l’ampliamento in alzato della chiesa (1660-70), sia l’ampliamento del convento. Il 1717 l’architetto Eliseo Quaranta costruì l’imponente scalone che porta al primo piano; il 1726 vi lavorava il maestro Michele Colangelo di Acquaviva. I Carmelitani rimasero fino al 1809, quando la chiesa fu affidata all’arciconfraternita del Carmine. Nel 1833 il complesso monastico fu destinato ad ospitare un orfanotrofio. I lavori di adattamento del convento furono affidati all’architetto bitontino Luigi Castellucci.

La facciata che si estende per circa 90 metri, si presenta severa e signorile secondo lo stile neoclassico, è mutila del secondo piano, che, anche se previsto nel progetto, non fu mai eseguito. Largo e luminoso si impone il vestibolo che immette nella chiesa e nell’Istituto.