Odense Gråbrødrekloster blev stiftet i 1279 på initiativ af kong Erik Klipping, der skænkede gråbrødrene (også kaldet franciskanermunke) sin kongsgård i byens nordvestlige del, muligvis som bod for hans forudgående forfølgelse af ordenen under ærkebispestriden med Jakob Erlandsen.
Klosteret bibeholdt relationen til kongeslægten gennem hele middelalderen. Det blev anlagt i den nordlige del af byen ca. 500 m vest for det da allerede eksisterende sortebrødrekloster. Klosteret, der med tiden kom til at omslutte to klostergårde, fremstår som ordenens største i middelalderens Danmark. Både Jomfru Maria og Sankt Katharina omtales som klosterets værnehelgener. Den næsten 60 m lange kirke, der blev indviet i 1343 som et af Danmarks fineste højgotiske monumenter, udgjorde klosterets sydfløj, hvorved den lå så tæt på bymidten som muligt. Konventet af gråbrødre i Odense blev i 1479, som det første i Norden, reformeret efter ordenens strengere, observante linje, hvilket bl.a. betød, at det måtte afhænde sine besiddelser af fæstegods. Til gengæld medførte reformeringen øget kongelig velvilje, ikke mindst fra kong Hans’ dronning, Christine. Efter kongens død i 1513 lod dronningen indrette et storslået kongeligt gravkapel i klosterkirkens kor, der foruden 48 korstole til gråbrødrene (det største kendte antal i noget nordisk middelalderkloster) omkring 1520 blev udstyret med den tyske billedskærer Claus Bergs fornemme altertavle. Denne står nu i domkirken.
Konventet blev, som et af gråbrødrenes sidste i Danmark, opløst ved Reformationens endelige indførelse. I 1539 blev det omdannet til hospital for Fyens Stift, mens klosterkirken blev ny sognekirke for Sankt Albani Sogn og fungerede som sådan indtil 1618. Kirken blev nedrevet i årene 1806‑19, mens resten af klosteret er blevet kraftigt restaureret.
