Este monasterio femenino tiene su origen en un primitivo beaterio fundado en 1387 por Dorotea Rodríguez de Valderrama, inicialmente estaba situado en otro lugar de la ciudad, cerca de la iglesia de Santa María la Blanca. La casa está consagrada a santa Dorotea en honor de la fundadora, fray Gregorio Argaiz mencionaba la posibilidad de que la advocación estuviera dedicada a santa Dorotea mártir de Burgos, en lugar de la más conocida, mártir en Capadocia. Hacia 1425, en época del obispo Pablo de Santa María, aquel establecimiento adoptó formalmente la regla de San Agustín, convirtiéndose en canonesas regulares.
Recibió protección de Juan II de Castilla que benefició al monasterio con derechos sobre la iglesia de Santa María la Blanca y otras donaciones. También recibieron protección del obispo Alfonso de Cartagena, hijo y sucesor de Pablo de Santa María. Las canonesas de Santa Dorotea participaron activamente en la fundación del monasterio de San Ildefonso en la misma ciudad de Burgos, formalizada en 1456. En 1459 las monjas obtuvieron licencia del obispo Luis de Acuña para trasladarse al otro lado del río, cerca de San Andrés, lo que pudo hacerse efectivo en 1470 después de la construcción del nuevo establecimiento donde todavía mantienen el monasterio. Por esta operación las monjas recibieron ayuda de Juan de Ortega que después sería obispo de Almería, éste murió en 1515 y fue enterrado en la iglesia donde se conserva su sepulcro, obra de Nicolás de Vergara, de 1516. Al lado de esta sepultura se dispuso el sepulcro de su sobrino Alonso de Ortega, fallecido en 1501.
- ÁLAMO, M. (1938). Burgos. Dictionnaire d'histoire et géographie ecclésiastiques. Vol. 10. París: Letouzey et Ané
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- BUITRAGO, Antonio (1876). Guia general de Búrgos. Madrid: Aribau
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- LÓPEZ, Teófilo (1965). Convento de Santa Dorotea. Boletín de la Institución Fernán González. Burgos: Institución Fernán González
- SAINZ SAIZ, Javier (1996). Monasterios y conventos de la província de Burgos. Lleó: Ed. Lancia