Fille d'un riche marchand de céréales qui était aussi conseiller-secrétaire au Parlement de Dombes, Marie Penet voulait se consacrer à la vie religieuse. En 1666, ses parents, Claude Clair Penet et Françoise Prost, obtinrent de Camille de Neufville, archevêque de Lyon, et de la Grande Mademoiselle, l'autorisation de fonder un couvent d'ursulines qu'ils dotèrent richement. Fondé en 1535 à Brescia (Italie), l'ordre des ursulines se consacrait avant tout à l'éducation des jeunes filles. Le monastère de Thoissey connut une grande prospérité.
A la fin du XVIIe siècle, les religieuses ursulines décidèrent la construction d'une église de plan rectangulaire et dont l'entrée, tournée vers le nord, était séparée de la rue du Port par un parvis fermé. Cette église fut consacrée le 15 novembre 1700 par Claude II de Saint-Georges, archevêque de Lyon, lors d'une visite pastorale. La façade et la structure de l'édifice existent encore mais sont difficilement visibles,
La Révolution dispersa en 1792 les 32 religieuses qui y vivaient et provoqua la vente des biens de cette communauté. Comme tous les biens du couvent (bâtiments, pensionnat, petit et grand cloîtres, jardins, terres...), l'église fut vendue comme bien national en 1792. Elle est aujourd'hui masquée et traversée par un grand bâtiment construit le long de la rue. La gendarmerie s'y installa de 1945 à 1978.
