Una de les primeres mencions del lloc de Pineda data de l’any 1211, quan Guillem de Tarragona, amb el consentiment del rei Pere I de Catalunya-Aragó, va fer donació, en condomini, de la jurisdicció que li pertanyia dels llocs i castells de Salou, la Pineda i Alió a l’arquebisbe Ramon de Rocabertí.
La seva església, dedicada a santa Maria, és esmentada els anys 1279 i 1280 en la llista de parròquies que contribuïren a pagar la dècima col·lectada en aquells anys; en aquest sentit, hom sap que l’església de Pineta satisféu el primer any 28 sous, i el segon, tan sols 18 sous i 4 diners.
Durant la primera meitat del segle XIV, es duien a terme en aquest temple obres constructives diverses. En aquest sentit hi ha notícia que el 21 de juny de 1327, Pere de Torrellerona, rector de l’església de la Selva del Camp, llegà 2 sous a operi Sanctae Mariae de la Pineda.
L’any 1547 es produí un fort atac de pirates barbarescos que ocasionà el despoblament de la Pineda. Aquest atac, continuat per molts d’altres tot al llarg de la costa, motivà la desaparició de la parròquia de Santa Maria de la Pineda. Així, amb ocasió de l’erecció del Seminari Tridentí de Tarragona, promogut per l’arquebisbe Gaspar Cervantes de Gaeta, el papa Gregori XIII, el 19 de novembre de l’any 1579, uní al novell Seminari la parrochialis ecclesia Beate Marie loci de la Pineda. L’esmentada unió fou llegida públicament en dita església el diumenge 31 de gener de l’any 1580. A partir d’aquest moment l’església de la Pineda es convertí en un santuari marià, situació que s’ha mantingut fins avui.
L’edifici actual fou començat a bastir el 21 de novembre de 1712 i beneït l’any 1758. L’altar major fou obrat per l’escultor Antoni Ochando el 1758 pel preu de 666 lliures i fou daurat l’any 1780 per unes altres 830 lliures.