Aquesta església existia al segle XI, certament, com ho confirma un document del batlle de l’Església de Barcelona a Avinyonet del Penedès, Oliba Guillem, datat al final del segle XI o al començament del segle XII, on d’una manera explícita s’esmenta l’església de Santa Maria de Sitges, que correspon a l’actual Santa Maria de Vinyet. Torna a ser mencionada el 1174. Possiblement fou l’església parroquial de Sitges fins que la substituí al segle XII o al principi del XIII la capella castellera de Santa Tecla.
L’església, avui santuari del Vinyet, ha estat reconstruïda en diverses ocasions i en una de les portes de l’actual edifici consta la data 1552. Però la major part de l’edifici és obra dels anys 1727-1734, construïda al lloc on hi hagué l’antic temple romànic. El seu estil és neoclàssic, amb una nau i capelles laterals. El 1847 s’hi van afegir el frontispici, les columnes i la cornisa. Té molts ex-vots i miniatures navals. Conservà al seu interior fins el 1936-39 una marededéu romànica, possiblement del segle XII, que ja havia estat molt restaurada. Avui dia se’n venera una còpia de l’escultor Jou. Pels voltants de l’església s’excavaren entre els anys 1940-50 un conjunt de tombes, atribuïbles a l’època baix-imperial. Altres excavacions posteriors feren possible la localització de murs corresponents a l’època romana i d’altres de clara filiació dins el període alt-medieval. Cal destacar també la troballa al principi de segle i vora l’absis, d’un sarcòfag datable entre els segles lll-IV, amb decoració de canaletes verticals.