La referència més antiga del santuari de la Mare de Déu del Coll data de l’any 1098, quan Guerau Miró, levita, donà al monestir de Sant Cugat del Vallès l’esmentada església perquè hi fos establert un priorat benedictí.
La nova institució era situada en l’indret anomenat Font-rúbia, nom que s’explica per la coloració vermellenca del terreny i per la font que hi brollava, en el camí que unia la vall d’Horta i Vallcarca, prop del turó del Carmel. Ben aviat fou dotada per l’abat de Sant Cugat amb les possessions que tenia el monestir en aquella zona del territori de Barcelona, i especialment a Sant Andreu de Palomar, al terme parroquial del qual formà part fins al segle XV.
La relació del priorat de Font-rúbia amb el de Sant Cugat del Vallès quedà ratificada en diverses butlles de confirmació de béns, com la del desembre del mateix any 1098, atorgada pel papa Urbà II.
Tot i les restauracions sofertes, especialment durant el segle XIX, encara s’endevinen alguns elements del segle XI; a més, destaca la torre campanar coronada per una espadanya que recorda les construccions del final del segle XIII o l’inici del XIV. Cal esmentar, també, que a l’església es venera, actualment, una imatge de la Mare de Déu, una talla policromada, probablement del segle XIII, que ha estat bastant renovada.