Amb aquest nom es coneix la primera església monàstica de Santa Maria de Vallbona. Es trobava a la part exterior del recinte emmurallat de la vila, a tocar de la carretera que va a Rocallaura, prop de la casa de cal Romeret. La construcció d’aquesta església data del 1171, pel compromís contret per l’abat Hug del monestir de Poblet (1166-81) amb la comunitat encapçalada per l’eremita Ramon de Vallbona, el fundador de Vallbona. Per la documentació conservada, sabem que era una construcció feta en fusta, pedra i ciment, coberta amb teules i rajols, i de reduïdes dimensions. De ben segur que amb els anys es devia bastir una coberta de pedra en volta de canó que substituí l’anterior. En aquest temple hi fou sebollit el fundador, Ramon de Vallbona, a la seva mort, ocorreguda el 1176. El 1665, les seves despulles foren traslladades a l’església monàstica de Vallbona, on foren profanades i destruïdes el 1936.
Amb la creació de la nova vila de Vallbona al voltant del monestir, a causa de les disposicions del concili de Trento, l’església de Santa Maria fou convertida el 1573 en església parroquial. Amb l’augment demogràfic de la vila al segle XVIII, es va construir una nova església parroquial, neoclàssica, al final d’aquella centúria, i Santa Maria la Vella es devia abandonar. Per a la construcció de la nova parròquia, es reutilitzaren carreus provinents de l’antic poble de Montesquiu, vinculat a la baronia de Vallbona des del segle XII, i que ja era deshabitat des del segle XVI.
De la fàbrica de Santa Maria la Vella, no en resta gairebé cap rastre. Part dels seus carreus foren emprats per a la construcció, el 1875, d’un pont sobre la riera a tocar del carrer de Sant Bernat. El seu arxiu passà a la nova parròquia de Santa Maria i fou destruït amb els aldarulls del 1936.