La talla de la Virgen representa a una mujer sentada y sonriente que amamanta a un niño al que sostiene en su regazo. Se venera en Extremadura, concretamente en la localidad cacereña de Plasencia de cuya ciudad es patrona.
Su culto en Madrid se debe al primer Marqués de Vadillo, cuando en 1715 fue nombrado corregidor de Madrid, cargo que desempeño hasta 1729. En 1716, el Marqués de Vadillo encargó al arquitecto Pedro de Ribera la construcción, junto al río, de una ermita en honor a Nuestra Señora del Puerto, en la zona baja del Campo del Moro. Como anteriormente fue corregidor de Plasencia, desarrolló una fuerte devoción por la Virgen del Puerto, gracias a la cual se debe la presencia de esta Virgen en Madrid.
Interiormente, el templo tiene forma de cruz griega, con una gran cúpula central. El cuerpo central está flanqueado por cuatro capillas. Finalizada su construcción en septiembre de 1718, Pedro de Ribera también concluye las obras del puente de Toledo, ocupándose a continuación de la peculiar ornamentación que tanto le caracteriza. Se abre al público en octubre de 1721, siendo el coche del Marqués de Vadillo, el primero en traspasarlo.
Durante la Guerra Civil, la ermita sufrió numerosos daños por su ubicación en primera linea de fuego, quedando sólo en pie las paredes maestras y parte de la cúpula central. En los años posteriores a la guerra, se reconstruyó la ermita, finalizando los trabajos en el año 1951. En 1957 la ermita fue declarada Monumento Nacional pero no se recuperó la talla del siglo XVIII.
