A acção de Memorial do Convento desenrola-se em dois grandes espaços: Lisboa e Mafra, a que se acrescenta o Alentejo, em circunstâncias bem específicas.
Lisboa é um macroespaço caracterizado, genericamente, como uma cidade muralhada e com abundância de igrejas ("Lisboa derramava-se para fora das muralhas. Via-se o castelo lá no alto, as torres das igrejas dominando a confusão das casas baixas, a massa indistinta das empenas." - p. 40), o que denuncia o ambiente profundamente religioso e beato que a domina. Por dentro, é descrita como uma cidade suja ["(...) a cidade é imunda, alcatifada de excrementos, de lixo, de cães lazarentos e gatos vadios, e lama mesmo quando não chove." - p. 28].
Enquanto macroespaço integra outros espaços:
- Mercado de peixe, espaço contrastante com a visão imunda da cidade ("Sete-Sóis atravessou o mercado de peixe. (...) Mas no meio da multidão suja, eram miraculosamente asseadas, como se as não tocasse sequer o cheiro do peixe que removiam às mãos cheias..." - pág. 42).
- Paço: trata-se de um espaço de que não há grandes descrições, ressaltando apenas as atitudes das personagens que o habitam e os factos que lá têm lugar.
- Terreiro do Paço: local onde Baltasar trabalha num açougue, após a sua chegada a Lisboa (p. 71).
- Rossio: local onde decorrem os autos-de-fé.
- S. Sebastião da Pedreira: espaço relacionado com a passarola e o seu carácter mítico (pp. 65-67). Na época, era um espaço rural, onde existiam várias quintas que integravam palacetes. Associado simbolicamente à construção da passarola, é conotado com a ideia de sonho e de concretização.
- Abegoaria: constitui o ninho de amor de Baltasar e Blimunda. Da descrição que o narrador dela faz, podemos inferir a simplicidade da vida e a pobreza do casal ("Num canto da abegoaria desenrolaram a enxerga e a esteira, aos pés dela encostaram o escano, fronteira a arca, como os limites de um novo território, raia traçada no chão e em panos levantada, suspensos estes por um arame para que isto seja de facto uma casa..." - p. 88). Por outro lado, aí se vai construindo a passarola.
O outro espaço é o de Mafra, o segundo macroespaço (pp. 110 - 111), pouco descrito. É aí que milhares de homens, em condições infra-humanas, vão construindo, ao longo de décadas, o convento, muitos deles perdendo lá a própria vida ("... o abençoado há-de ir a Mafra também, trabalhará nas obras do convento real e ali morrerá por cair de parede, ou da peste que o tomou, ou da facada que lhe deram, ou esmagado pela estátua de S. Bruno..." - p. 117). Nesta vila, destaca-se outro espaço: o Alto da Vela, local escolhido por D. João V para edificar o convento e que deu lugar à chamada vila nova, à volta do edifício. Espaço de construção (à semelhança do que sucede com a quinta de S. Sebastião da Pedreira), representa o caráter disfórico dessa construção (do convento), assente na exploração dos trabalhadores e associando-se aos valores negativos do sacrifício e da dor / morte. Nas imediações da obra, surge a Ilha da Madeira, onde começaram por se alojar dez mil trabalhadores, ascendendo, posteriormente, a quarenta mil.
Um terceiro espaço é o Alentejo, um lugar povoado por mendigos e salteadores. Esta zona do reino é percorrida por Baltasar aquando do seu regresso da Guerra da Sucessão e, mais tarde, pelo cortejo real, que vai de Lisboa a Elvas, por ocasião do casamento dos príncipes D. Maria Bárbara e D. José com os príncipes espanhóis. Nestas ocasiões, realçam-se a miséria e a penúria de quem aí habita, bem como os caminhos de lama e de pobreza.
Outros locais a considerar são Pêro Pinheiro, local de onde é originária a pedra, e a Serra do Barregudo, lugar onde a passarola pousou e esteve escondida e donde partiu para a derradeira e fatal viagem de Baltasar.