Se habla de esta virgen por primera vez en el siglo XVI. La leyenda habla de un pueblo situado donde está la ermita y de unos pastores vecinos del lugar que, con gran asombro, descubrieron la imagen de la Virgen sobre un rosal nacido en los montes comunales de Argenzón.
Aunque existió una primitiva ermita construida en época indeterminada, la construcción de la actual fue erigida en el siglo XVII en dos fases perfectamente documentadas. De este modo, entre 1625 y 1643 se levantó, adosada a la primitiva construcción, la actual cabecera y su crucero. En ella intervinieron los maestros de la localidad Miguel de Aroche y Martín Cristóbal, mientras Domingo de Aroca y Martín de Echevarría se hicieron cargo de la decoración interior. Se completó esta primera etapa con la construcción del campanario y de la sacristía.
La segunda etapa no comenzó hasta 1674 y durante esos treinta y un años de paralización existieron dos ermitas, sin que se adivine la función de la parte vieja que existió, e incluso se consigna una partida por arreglar el tejado de la media naranja y capilla vieja.
La segunda fase constructiva de la actual basílica, en la que se levantó el cuerpo de la iglesia y su frontispicio, hoy desaparecido, se inició en 1674. El cantero Martín de la Riu se encargó de los cimientos, el maestro de obras Pedro de Aguirre levantó las paredes del edificio y el albañil Francisco de Muro construyó las bóvedas, la fachada y el coro; en julio de 1677 la imagen de la Virgen se trasladó a esta nueva iglesia, dándose por finalizadas las obras en 1697.
Es de una sola nave, en forma de cruz latina y cubierta con bóveda y lunetos. El exterior, como es propio del valle del Ebro, presenta ladrillo como material de construcción sobre un zócalo de piedra. Su fachada es moderna y sigue modelos conventuales típicos del siglo XVII.
Hasta el año 1899 estuvo al cuidado de distintos ermitaños y tenía asignado un capellán y un mayordomo, pero la iglesia iba sufriendo importantes deterioros y resultaba costoso realizar las oportunas reformas, máxime cuando no existía una continuidad en su mantenimiento. El último capellán fue D. Manuel Sánchez que en 1892 obtuvo permiso del Ayuntamiento para habitar en el Santuario, realizándose una suscripción popular, encabezada por el Ayuntamiento, para realizar unas obras urgentes de reparación, obras que se finalizaron e inauguraron a finales de 1893. En 1898 se autorizó la construcción de un convento a los Padres Pasionistas junto a la iglesia, en tierras que este mismo capellán, vendió a estos religiosos.
En 1854, era ermitaño Gregorio Cornago y fue sustituido en 1856 por Carmelo Pérez. En abril de 1882, es nombrado ermitaño Román Murga Álvarez y puede que fuese el último ermitaño del Santuario.
En 1898 se autorizó la construcción de un convento a los PP. Pasionistas junto a la iglesia, en tierras que el último capellán Manuel Sánchez, vendió a estos religiosos. La primera piedra data del 1 de enero siguiente, y se les encomendó el cuidado de la misma. Misión realizada con un gran acierto, ya que la basílica no se encontraba en muy buenas condiciones, las reformas no eran las apropiadas y a partir de hacerse cargo los PP. Pasionistas, la conservación ha mejorado y las reformas han sido muy positivas; en 1963 se construyó un nuevo convento y un colegio-noviciado y las obras culminaron en 1966, con una reforma general de la iglesia y su entorno.
Sin la vigilia permanente de los PP. Pasionistas, aquí tienen el noviciado de su provincia, el Villar sería hoy una de tantas ermitas solitarias sin medios económicos propios y a punto de iniciar una peligrosa cuesta abajo que suele terminar casi siempre en la ruina material del edificio.
En 2018 los PP. Pasionistas se marcharon de Corella, tras 120 años de estancia, por la avanzada edad de los Religiosos y la escasez de vacaciones.