Il Convento di S. Maria del Soccorso è ubicato immediatamente fuori dal centro storico di Cartoceto, sulla collina del Monte Partemio. La fondazione da parte dei Padri Agostiniani risale al 1500, grazie alle elargizioni sia del Comune che della popolazione. Dell’antica costruzione restano solo una parte della torre campanaria, una sala del convento e parte della muratura della chiesa.
Il complesso attuale fu costruito nel 1782 su progetto dell’architetto Francesco Maria Ciaraffoni, allievo del Vanvitellie si sviluppa attorno al chiostro, caratterizzato da volte a crociera in laterizio e grandi arcate a tutto sesto. Al suo interno sono conservate diverse tele di pregio, fra le quali una Concezione del pittore cinquecentesco Bartolomeo Moranti e una Flagellazione attribuita a Pompeo Morganti.
Di stile neoclassico vanvitelliano, la Chiesa di S. Maria del Soccorso presenta una struttura molto solida con muri massicci e con pianta centrale coperta da una cupola. Gli altari sono stati realizzati nel 1782 dal marmista-scalpellino Benedetto Rondoloni di Sant’Ippolito.
Tra le più antiche pitture ancora ben conservate vi è l'affresco della Madonna del Latte, del 1500, collocato nel corridoio di accesso tra il chiostro e la chiesa, tipica espressione dell'abbondanza e della fertilità, che si trovava nell'antica chiesa come ex voto. Nella cappella laterale della chiesa, a destra dell'altare maggiore, si trova una Madonna del Soccorso dipinta da autore ignoto di scuola marchigiana nei primi anni del XVI secolo. Inoltre vanno ricordate le tre pale d’altare settecentesche del pesarese Pietro Tedeschi e l'organo del 1805, opera di Sebastiano Vici da Montecarotto.
Il convento è abitato da suore di clausura, per cui non è visitabile, ad eccezione della chiesetta cui si può accedere durante le celebrazioni eucaristiche.