1779년 12월 12일 프랑스 부르고뉴 지방 즈와니에서 태어나 어릴 때부터 예수 성심에 대해 특별한 신심을 길러왔던 마들렌 소피 바라가 기도 중 환시 체험과 이를 계기로 ‘하느님을 바로 인식하며 살아가는 청소년들을 위한 신앙 교육’에 투신하는 것을 자신의 성소로 깨닫게 된 것이 수도회 설립의 중요 동기이다. 그녀의 원의(願意)는 이전부터 수도회 설립을 도모해왔던 예수회의 바랭(Joseph Varain) 신부를 만나며 구체화되었다. 이 만남을 통해 마침내 1800년 11월 21일 4명이 첫 서원을 하게 되었고, 이로써 수도회가 창립되었다. 창립 당시는 프랑스 혁명 직후여서 성심(聖心)이라는 명칭에 대한 위험 부담이 커 ‘예수의 사랑받는 자매회’라는 이름을 사용하였다. 이후 교황 레오 12세로부터 1826년 12월 26일 승인을 받았다.
성심수녀회는 창립 직후인 1801년 귀족 자녀들을 위한 기숙학교 ‘성심학교’를 열었고, 이듬해 1월에 이 학교 구내에 가난한 청소년들을 위한 무상 학교도 열었다. 기숙학교 운영비로 무상학교를 운영하는 이 방식은 이후 여러 곳에 개설된 학교에 적용되었다.
이와 병행하여 직업학교, 청각 장애 청소년 교육 기관, 지체 부자유 청소년들을 위한 의료 기관 설립, 교육 대학(1836년)과 사범 대학(1854년) 설립에도 매진하였다, 이 수녀회의 교육은 짧은 시간 내에 유럽 전역으로 확산되었고, 1818년에는 미국에까지 진출하였다.
제2차 바티칸공의회 이후에는 유럽 중심에서 탈피해 아시아, 남미, 아프리카 대륙으로도 진출하였다. 이 흐름에 따라 전통적인 학문 교육과 신앙 교육 외에 사회 정의 교육도 강조하게 되었다. 현재 총본부는 파리에 있고, 2014년 현재 41개국에서 2,500여 명의 회원들이 활동하고 있다.
한국 성심수녀회는 서울교구장 노기남 주교의 초청으로 일본 극동 관구에서 1956년 10월 5일 7명의 회원이 진출하면서 시작되었다. 당시 회원들은 서울 용산구 원효로 4가 소재 구(舊) 용산신학교 건물을 인수하여 본원과 숙소로 사용하였다.
성심수녀회는 1957년 성심여자중학교 개교를 시작으로, 같은 해 8월 서울에 성심국제학교, 1960년 성심여자고등학교, 1962년 성심초등학교를, 1964년 강원도 춘천에 성심여자대학을 연달아 개교하였다. 이러한 정규 학교교육 외에 봉천동 천막학교, 성심 여고에 수도자를 위한 특수과정(야간)도 개설하였다. 탄광 지대인 강원도 고한에 4명의 회원을 파견하여 지역 사회복지 활동과 본당 사도직을 수행하였고, 1980년대 이후에는 수도권 일대에서 도시 빈민 활동, 노동 사목에도 활발하게 참여하였다,
성심여자대학은 1975년부터 역곡으로 이전을 시작해 1980년 이전을 완료하였고, 1991년 성심여자대학교로 명칭을 변경하였다가 1994년 11월 가톨릭대학교와 통합하면서 1995년부터 가톨릭대학교(남녀공학)로 새 출발하였다.
현재는 성심여자 중·고등학교 운영, 가톨릭대학교에서 교수와 학생 지원 활동, 여러 교구에서 노동 사목, 영성 사도직, 특수 사목 영역에 속하는 사도직을 수행하고 있다. 1991년 6월 7일 한국관구로 승격되었고, 2011년 9월 대만지구와 통합하여 한화(韓華) 관구가 되었다. 2017년 12월 31일 현재 종신 서원자 56명(외국인 7명 포함), 유기 서원자 10명(외국인 3명 포함)의 회원들이 활동하고 있다.