Már a házasság gondolata is felmerült benne, amikor váratlanul hátat fordított a világi életnek és apja akarata ellenére belépett az avilai Megtestesülés kolostorba. Teréz az üdvösséget kereste, s elhatározását olyan komolyan vette, hogy a megerőltetéstől egy év múlva megbetegedett. Vérszegény és köszvényes lett, egy merevgörcse után majdnem élve temették el, s bár időben magához tért, élete végéig gyengélkedett.
A következő közel két évtized - amelyre önéletrajzában némi csalódással emlékezett - eseménytelenül telt, s ő bensőségesebb életre vágyott a kolostor viszonylagos kényelme helyett. 1554-ben misztikus élményt élt át, majd két év múlva egy látomásban eljegyezte magát Krisztussal. Ettől kezdve az evangéliumi szegénység és szigorúság szellemében a karmelita rend megújításán fáradozott. IV. Pius pápa engedélyével, pénz nélkül fogott az első sarutlan (reformált) kolostor építéséhez, amely 1562-ben nyílt meg. Nevet is változtatott: ettől kezdve Jézusról nevezett Teréz nővérnek szólították.
Munkája során egyre nagyobb ellenállásba ütközött, mígnem az 1560-as évek végén megtiltották a reform folytatását, őt pedig egy kolostorba száműzték. A spanyol király közbenjárásának köszönhetően végül egy pápai dekrétum szétválasztotta a két irányzatot és a sarutlan karmelitákat önálló renddé tette. Ezután sorra jöttek létre az általa alapított, jogilag független női és férfi kolostorok (összesen harminckettő) és sokan csatlakoztak lelkesedéssel rendjéhez.
Teréz fáradhatatlan utazásai, tárgyalásai nyomán az új szerzetesi közösség sikeresen fejlődött, az alapító 1582. október 4-én, Alba de Torresban halt meg. Önéletrajzából nemcsak a fizikai, de lelki történésekről is képet kapunk, A tökéletesség útja című műve a szerzetesnővérek számára ad bevezetést az aszketika világába. Legjelentősebb munkája, A belső várkastély a lélek Szentháromsághoz vezető útját írja le, mintegy összefoglalva misztikus élményeit. Számos kiváló vers, bibliai kommentár, levél is maradt utána.
1622-ben XV. Gergely pápa emelte az egyház szentjeinek sorába, 1970-ben pedig VI. Pál pápa egyháztanítónak nyilvánította, amely megtiszteltetésben rajta kívül csak Sienai Szent Katalin és Lisieux-i Szent Teréz részesült a szent életű nők közül. Teréz a spanyol katolikus írók, a spanyol hadsereg és hadbiztosság, valamint a fejfájástól szenvedők védőszentje, ünnepe október 15
