L'église Saint-Bruno des Chartreux était l'église de la chartreuse de Lyon jusqu'à la Révolution. C'est la seule église baroque de la ville de Lyon.
À la fin du XVIe siècle, la royauté et le clergé partent à la reconquête du catholique avec la création de nouveaux couvents et l’extension de ceux déjà existant. La colline de la Croix Rousse va alors retrouver sa vocation première remontant à l’Antiquité, c'est-à-dire la religion. Dès 1584 et au cours du siècle qui suivra, les pentes vont ainsi voir s’installer treize communautés religieuses. Ce fait sera à l’origine d’un surnom qui fait aujourd’hui référence à la colline de Fourvière, autrement dit, « La colline qui prie ».
Les premiers à s’y installer seront les moines chartreux de Grenoble et ce, grâce à leur bonne relation avec l'Église de Lyon. Ils étaient en effet venus en aide aux clercs de Lyon lors du pillage de Forez Guy au XIIe siècle et avaient ainsi obtenu des privilèges, ils bénéficiaient, entre autres, d’une exemption de péage lors de leurs passages à Lyon. Or en août 1584, lors de la visite du roi, Henri III, deux moines chartreux seront présents pour déposer une requête. Il demanderont la permission de fonder une maison de leur ordre dans la ville de Lyon; celle-ci leur sera accordée, le roi ira même jusqu’à faire une promesse de don de 30 000 …, qu’il n’effectuera jamais, et à choisir le nom de cette maison, qui s’appellera la Chartreuse du Lys St Esprit. En 1589, Henri III meurt cédant la place à Henri IV qui s’empressera de se déclarer fondateur des chartreux et de confirmer leurs exemptions et privilèges. Ces derniers seront d’ailleurs reconfirmés par Louis XIII puis par Louis XIV.
Les chartreux vont alors commencer par acquérir le domaine Giroflée sur les bords de Saône puis, petit à petit, ils vont s’étendre en achetant les terrains attenants jusqu’à obtenir une propriété de vingt-quatre hectares. Leur extension n’a, contrairement à ce que l’on pourrait penser, aucun rapport avec leur nombre, ils ne sont en effet que vingt-quatre moines, il faut associer cette volonté d’expansion avec leurs règles de vie, il s’agit d’éliminer tout voisin pouvant se montrer gênant pour leur vie de contemplation.
Il faudra six ans après que le roi a donné son accord pour que la première pierre de l’église ne soit posée. Les travaux vont s’effectuer en deux vagues, la première aura lieu de 1590 à 1690 avec la construction du chœur, du petit cloître, de la sacristie et de quelques cellules, viendra ensuite la deuxième vague au XVIIIe siècle qui verra la fin des travaux de la nef, du transept et des chapelles latérales. Enfin, des rénovations ainsi que des ajouts affectant principalement les chapelles et la façade auront lieu au XIXe siècle.