A pesar de que la enfermería ya necesitaba obras de mejora desde la primera mitad del siglo XV, no fue hasta avanzado el siglo XVI cuando se contó con la financiación para construir una nueva. Distintas noticias ponen de manifiesto que las enfermas gozaban de una dieta especial y de ciertos privilegios, como por ejemplo estar exentas de la obligación de guardar silencio permanentemente.
En todos los monasterios, la enfermería constituye una pieza esencial, tanto por su significado, que encaja en el espíritu de hospitalidad de muchas órdenes monásticas, como por las necesidades de asistencia a los miembros enfermos de la comunidad.
En el caso de las órdenes femeninas de clausura, la existencia de la enfermería se hacía aún más necesaria, ya que las hermanas, una vez ingresaban en la comunidad, ya no volvían a salir, excepto en casos muy excepcionales. El médico y el barbero eran los únicos hombres autorizados a entrar en este espacio de la clausura, y les asistía la hermana enfermera, que era uno de los cargos importantes de la comunidad.
En Pedralbes, los documentos mencionan las cuentas de la enfermería, que incluían la compra de plantas y otros preparados medicinales a distintos boticarios de Barcelona y algunos alimentos específicos para las hermanas enfermas.
En el año 1568, gracias a 600 ducados donados por el rey Felipe II, la comunidad encargó al maestro de obras Bertran de Déu la reconstrucción de la enfermería conventual, que se había derrumbado parcialmente. La obra se inició inmediatamente, pero parece ser que la construcción se prolongó hasta bien entrado el siglo XVII, con un importante cambio proyectual.
La edificación de la nueva enfermería supuso el derribo parcial del antiguo cuerpo medieval y la asimilación de los muros de cierre de la planta baja y el claustro en la nueva estructura. Este cuerpo nuevo se abría al huerto por medio de grandes arcos carpaneles. Sin embargo, el impulso constructivo principal de este cuerpo se produciría a lo largo del siglo XVII, con un proyecto renovado de mayores proporciones y mayor entidad arquitectónica. De esta obra cabe destacar los pilares y los sistemas de bóveda que sostienen en la planta baja las estancias del piso principal, destinadas a alojar a las monjas enfermas y ancianas. Esta enfermería estaba equipada con una cocina, una capilla y unos retretes propios, y disponía de cuatro amplias estancias bien ventiladas y comunicadas entre sí donde se encontraban las camas. En la planta superior, cuatro grandes arcos de medio punto realizados en ladrillo sostienen la cubierta de vertientes de la buhardilla, que a partir del siglo XVIII fue compartimentada con nuevas celdas privadas.