L’antiga església parroquial de Santa Maria de Montornès, avui convertida en santuari o ermita amb el nom de la Mare de Déu de Montornès, s’aixeca en un turó proper al poble de la Pobla de Montornès, just al costat dels vestigis del castell.
El lloc és esmentat l’any 1066 en una donació per la qual el comte de Barcelona Ramon Berenguer I i la seva esposa Almodis donaren als esposos Ramon Transunyer i Rotlenda i a llur descendència el puig anomenat Puigperdiguers, amb l’obligació entre d’altres coses, de bastir-hi una fortalesa. Cal tenir en compte que l’indret de Puigperdiguers fou anomenat posteriorment Montornès.
Pel que fa a la primitiva església de Santa Maria, la situada al costat del castell, hom sap que depengué eclesiàsticament de la parròquia de Tamarit, i com a tal, el rector d’aquesta darrera població en cobrava la primícia. L’adquisició del castell de Montornès per part de Santes Creus originà un conflicte entre aquell cenobi cistercenc i el rector de Tamarit quant a la percepció de la primícia. Una concòrdia signada el 29 de juny de l’any 1180 reconeixia a Santes Creus el dret de retenir la meitat de la primícia del pa i del vi; l’altra meitat seria de pertinença del rector de Tamarit.
Durant l’arxiepiscopat de Guillem de Montgrí, el 31 de març de l’any 1235, l’església de Torredembarra se segregà de la de Tamarit i s’afegí a la nova parròquia les esglésies de Clarà i Montornès. L’església de Santa Maria de Montornès fou erigida en vicaria perpètua l’any 1458 i serví de parròquia fins l’any 1571, quan l’arquebisbe Gaspar Cervantes de Gaeta autoritzà la construcció d’una nova església al mig del poble de la Pobla de Montornès. Les obres d’aquest nou temple s’iniciaren l’any 1575 i es finançaren mitjançant el repartiment de les despeses entre els habitants d’acord amb llurs propietats. Segons l’inventari del 1924, fou acabada de bastir l’any 1577 i el 1778 s’acordà bastir l’actual campanar, que és l’obra d’arquitectura més destacable de la població.
Fa relativament pocs anys es va localitzar al voltant de l’església de la Mare de Déu de Montornès una tomba de la qual no resten prou dades per a situar-la cronològicament, tot i que en principi es podria relacionar amb el fossar del primitiu temple medieval. (MMFG)
Actualment, hom pot veure encara al mur nord de l’ermita, per bé que paredada i parcialment amagada per un mur perpendicular, la porta de la primitiva església. Realitzada amb blocs de pedra calcària fossilífera, posseeix un arc de mig punt especejat amb dotze dovelles d’ampla rosca, de 69 cm, desproveïdes de decoració. Les impostes, de perfil oblic i recobertes d’un petit escacat, sobremunten rebranques formades per tres carreus. (ICF-NMB)