Durante siglos tuvo un pequeño cabildo, similar al de una colegiata, como así lo atestigua el coro situado a los pies del templo.

Fray Gregorio de Argáiz escribió: «Es imagen milagrosa y, según papeles del Archivo, su primer asiento fue en Covaleda, lugar de los Pelendones, donde nace el río Duero, y cuando se perdió España, los cristianos la escondieron entre unas peñas, porque los moros no la topasen.

La llevaron a Soria, que está a seis leguas, llamándola Nuestra Señora de Covaleda.» Con esta leyenda, se ha querido tal vez explicar, el nombre primitivo de su iglesia aunque es posible que desde sus orígenes, se denominaría con los dos nombres indistintamente.

En 1952 un incendio terrible destruyó casi por completo el retablo mayor y la imagen negra de la virgen titular, obligando a una profunda restauración del edificio.

El origen del templo se remonta a los primeros años de la reconquista y repoblación de Soria, entrado ya el siglo XII, cuando se había alcanzado la plenitud del arte románico.

Las sucesivas fases que desde su inicio constructivo a principios del siglo XVI hasta hoy han venido sucediéndose, van desde un lenguaje tardo-gótico con elementos platerescos, a un estilo barroco con la construcción del camarín en 1707.

En el frente hay un nicho plateresco ocupado ahora por un altar barroco y que por su decoración y estructura pudo haber sido trasladado del cuerpo de la iglesia cuando se abrió la mencionada capilla.

El arranque de los nervios de las capillas se hace de ménsulas renacentistas, con decoración dentellada, que arroja ya fechas tardías dentro del segundo cuarto del siglo XVI como así atestiguan los amplios arcos torales que comunican las capillas y la nave central y que apuntan ya a una depuración ornamental propia del estilo herreriano.

“Este conjunto de elementos acusa que la primitiva iglesia la fue reconstruida en los siglos XV y XVI y que, aun la cera toscana, debió hacerse en el XVII” según describe Nicolás Rabal.

En el mismo siglo XVI se le añadieron progresivamente nuevas capillas lo que dio lugar a una iglesia de tres naves.

Sobre ella aparece un escudo barroco mariano con la leyenda: «CONZEVIDA SIN PECADO ORIGINAL».

Los dos cercanos a la cabecera tienen nicho en arco de medio punto flanqueado por pilastras coronándose por frontón triangular.

Los arcosolios de los pies, con nicho cajeado y abundante decoración plateresca, fueron alterados, reduciendo sus dimensiones para construir las capillas laterales.

En el de la izquierda dos relieves del siglo XVI forman un pequeño retablo, el principal representa la imposición de la casulla a San Idelfonso y el superior a San Jerónimo penitente.

La capilla mayor tiene planta poligonal y está cubierta por bóveda de crucería estrellada.

Una curiosa puerta con arco conopial da acceso a la sacristía, realizada en torno a 1520-1530 y que se cubre con doble bóveda asimétrica de crucería simple y de terceletes.

Tenía grandes columnas salomónicas y en su hornacina central se encontraba la imagen románica de la Virgen del Espino.

El segundo nicho, de arco rebajado, alberga el sepulcro del fundador con su imagen yacente.

Aparece representado llevando un gran manto, esclavina, y bonete, según la moda imperante en el reinado de los Reyes Católicos.

A estas capillas se abren otras dos de planta rectangular y tipología análoga.

Por delante una celosía hace de tribuna, muy a juego con los colores del órgano.

[6]​ Tras la capilla mayor se construyó el camarín, formado por una espacio rectangular con cripta para enterramiento de sus patronos.

Posiblemente este elemento se perdió en el siglo XIX durante la ocupación francesa.

En el patio interior del viejo cementerio, adosada a la pared del camarín y trasladada desde el interior en la última restauración, hay una inscripción sobre madera, en la que dice estar enterrados en la bóveda de la iglesia algunas personas deudas y descendientes de Martínez de Montarco, que dotaron dicho camarín.