La Real chiesa della Madonna del Carmine, adiacente al convento carmelitano, oggi sede del Convitto Nazionale Umberto I, sorge sui terreni del terzo ampliamento, impostato all’inizio del Settecento da Michelangelo Garove, e rappresenta l’unico edificio religioso presente in questa parte del nuovo impianto urbano.
Il progetto della chiesa, che solo in un secondo momento viene dedicata anche al Beato Amedeo IX di Savoia e alla carmelitana Maria Maddalena de’ Pazzi, viene affidato nel 1728 dal vescovo di Torino Francesco di Gattinara all’architetto Filippo Juvarra.
I lavori iniziano nel 1732, ma la consacrazione avviene solo nel 1773. Per mancanza di soldi, i carmelitani realizzano prima di tutto le cappelle laterali, di patronato.
La seconda guerra mondiale arreca gravissimi danni al complesso, distruggendo il coro ligneo, molte pitture, buona parte delle cappelle laterali, tutta la chiesa inferiore, dove erano le sepolture delle cappelle di patronato, e la facciata, realizzata nel 1873 su disegno di Carlo Pattarelli, ma completamente restaurata tra il 1955 e il 1957.
L’interno della chiesa è a pianta longitudinale, e a navata unica; ai lati si aprono sei cappelle sormontate da cupolette ellittiche lunettate, e collegate alla navata centrale mediante ampie arcate caratterizzate a mezz’altezza dalla presenza di un arco sospeso: ogni arco era in origine sormontato da sculture lignee realizzate da Stefano Maria Clemente, ora sostituite da copie di gesso rappresentanti gli Apostoli. I cupolini che coprono le cappelle laterali, sfondati in sommità, permettono alla luce di filtrare dai finestroni esterni, investire la chiesa, e illuminarne la navata centrale, secondo un accorgimento che caratterizza fortemente l’opera architettonica juvarriana.