Levantado a finales del siglo XVI. Se vincula el convento de San Guillermo con el personaje de Guillermo de Poitiers (1071 – 1126), duque de Aquitania, quien apoyo a Alfonso I de Aragón, entre 1120 y 1123, en sus campañas militares.
En un principio, fue ocupado por los carmelitas de Aragón en el siglo XVI, pues el convento más cercano a la villa, la ermita de Gracia, estaba ocupada por los agustinos. Pocos años después, fue ocupado por los Franciscanos Observantes de Valencia, quienes lo poseyeron desde 1577 hasta 1835, fecha en que lo desalojaron definitivamente.
La villa de Castielfabib hacía donación a la orden franciscana, a través de su padre provincial fray Pedro Manrique, de la antigua capilla de San Guillermo y de la huerta circundante para que erigiese la casa en aquel lado del río Ebrón. En 1576, se llevó a cabo la erección de la casa o convento, diseñado por Tomás Gregori.
Monasterio franciscano situado en la parte izquierda del río Ebrón, frente la villa de Castielfabib
El templo se situaba paralelo al Ebrón y a la senda que lo bordea
Estaba dotado de una orientación norte-sur, lo cual resulta extraño, pues con la ausencia de obstáculos de alrededor se permitía sin problemas orientar de manera más canónica el altar mayor hacia levante.
De aquella iglesia franciscana, levantada sobre el medieval santuario de San Guillermo, todavía pueden distinguirse los tramos rectangulares del cuerpo, con sus capillas laterales que fueron cubiertas por bóvedas vaídas tabicadas y por una cabecera de planta cuadrada abierta a la nave por un arco abocinado.
De este modo, los franciscanos se instalaron en el lugar que tenía mayor carga simbólica, pues era en aquel lado del río donde, según la leyenda, San Guillermo había vivido como ermitaño, había hecho penitencia en una cueva cercana, había construído la capilla y, acabados sus días, había sido, finalmente, enterrado en ella.
Desde entonces sólo quedan las ruinas, muy perdidas, de la iglesia conventual con sus arcadas y capillas de la parte de la epístola y evangelio, así como restos de la torre -campanario y parte de la frontera, que luce pórtico barroco, aunque la iglesia fuera originariamente gótica. Asimismo, restan la cisterna, con su brocal y lavadero, todo en piedra labrada, conjunto ubicado al sureste del convento, donde se hallaba la zona de huertos y corrales del monasterio.
Hoy en día se encuentra en un estado de ruina imparable. De todo el complejo sólo es distinguible hoy su capilla, cuyos muros y pocos elementos arquitectónicos dan idea del esplendor franciscano. Otro elemento bien conservado es el brocal de pozo que se halla en las cercanías, rodeado de la huerta del cenobio.
Ante esta situación se ha puesto en marcha una iniciativa que busca implicar a todo aquel que quiera, a través de el apadrinamiento de los elementos constructivos del monasterio. Con el objetivo de frenar el deterioro del edificio y fomentar el valor del mismo y su entorno.