Le sanctuaire fut construit après la découverte d’une image de sainte Marie du IXe siècle, de style byzantin.

Le nom du monastère, Valvanera, provient de l’expression latine « Vallis Venaria », qui signifie « vallée des veines d’eau », car il est construit dans une vallée aux sources, cascades et torrents abondants. Même si l’église actuelle date du XVe siècle, son origine remonte à un ancien lieu de culte wisigoth. On peut également y admirer la tour d’une autre église romane du XIIe siècle. Sur le grand autel, on admirera la niche de la Vierge de Valvanera.