I lavori iniziarono nel 1534, guidati dall'architetto Andrea Moroni, direttore degli infiniti lavori alla Basilica Benedettina di Santa Giustina. Proseguirono per circa trent'anni, guidati da Andrea Da Valle dopo la morte (1560) del Moroni. I certosini s'insediarono nel 1560, tuttavia furono sempre in numero assai ridotto rispetto alle potenzialità logistiche della struttura. La Certosa non ebbe mai un ruolo di primo piano nello scenario religioso veneziano. Nel 1768, causa un decreto della Repubblica, come tutti i monasteri con meno di dodici monaci venne soppressa ed i beni incamerati dalla Serenissima. Inizia così il lento ed inesorabile declino che vide l'imponente struttura ceduta a privati. Parti dell'edificio principale furono adattati a residenza di campagna dei marchesi Zugno, proprietari dal 1780. Altre strutture furono trasformate in fattoria e magazzini agricoli, sistemandovi dei mezzadri. Un'interea ala fu demolita e, nel frattempo, non mancarono atti di vandalismo e profanazioni. Ma i danni maggiori sono dovuti ai due eventi bellici. Nella prima guerra mondiale venne occupata quale caserma di retrovia, mentre nella seconda fu usata inizialmente come polveriera e, successivamente, come luogo di raccolta e sistemazione per gli sfollati a seguito dei bombardamenti di Padova. La Certosa è stata visitata da persone illustri, come Lord Bayron, l’importante poeta inglese.