És centrat en una cova, on, segons la tradició, tingué lloc la cèlebre batalla de Covadonga, considerada el punt inicial de la reconquesta de la península Ibèrica. El 718, Pelagi, al capdavant d’un grup d’asturs, inicià una rebel·lió contra els musulmans d’Al-Andalus, però hagué de refugiar-se a les muntanyes. El 722 pogué vèncer un destacament sarraí a les ordres d’'Alqama. La importància de la batalla és explicada exageradament per les cròniques cristianes del segle IX (Alberdense i d’Alfons III), mentre que no és esmentada pels cronistes àrabs. Posteriorment, hom ha concedit a la batalla un valor relatiu, resultat d’un xoc entre dos grups poc nombrosos, el qual, però, pogué constituir ben bé un estímul per a la continuació de la reconquesta.
Entre el 1877 i el 1901 s’alçà un temple neoromànic, Santa María la Real, construït amb pedra calcària vermella, ideat per Roberto Frassinelli i construït per l’arquitecte Frederic Aparici i Soriano. Fou declarat basílica menor (1901).
Completa el conjunt l’antic monestir de San Pedro, d’origen romànic i reformat en diverses etapes posteriors, i un establiment hoteler.
La muntanya que acull el santuari és l’espai natural que donà origen al parc nacional dels Picos d’Europa.