La ermita de Nuestra Señora del Valle está construida sobre los cimientos de una pequeña edificación dedicada a San Pedro de Saelices. Con la desaparecida advocación a este santo y el mal estado de la fábrica, en 1626 se reedifica la capilla gracias a las limosnas entregadas por los devotos y a la inversión posterior de Don Juan de Austria, arcediano de Toledo y quien reorganiza la Cofradía en el año 1674 que cuenta en esas fechas con veintidós cofrades. La Hermandad, en sus primeras ordenanzas, costea los trajes de la Virgen, socorre a los hermanos enfermos o pobres, asiste en su muerte con misas y entierro, además de servir los útiles y ornamentos para el culto.
En la actualidad, el templo consta de tres naves de un solo tramo y capilla mayor semicircular. Las cubiertas de las naves son artesonados de madera con casetones octogonales. La capilla mayor se cubre con una bóveda rebajada con aplicaciones y la sacristía con cielo raso. El altar mayor está fabricado en madera y es de estilo neogótico. En todo el interior de la ermita encontramos un friso de azulejos de cuenco con dos tipos de decoración; uno con granadas dispuestas en círculo con diferentes colores sobre un fondo blanco y el otro con círculos secantes que encierran flores en verdes, azules y negros.
La Imagen
Según indica la tradición la imagen de Nuestra Señora la Virgen del Valle perteneció a la comunidad de religiosas jerónimas del convento toledano de San Pablo. Es una hermosísima imagen que representa a la Virgen con el niño sostenido en su brazo izquierdo. Tallada en madera, la imagen está artísticamente estofada y policromada. Aunque se desconoce quién fue el autor de la talla y la fecha de ejecución de la misma, todo apunta a que se realizó a principios del siglo XIX.
El 22 de Abril de 1866 tuvo lugar un solemnisimo acontecimiento multitudinario de fieles, presidido por el doctor D. Pedro Nuñez, dignidad de Arcediano de la Santa Iglesia Catedral Primada, por el que se bendecia la imagen de la Virgen al colocarla de nuevo en su altar despues de a ver sido restaurada en la villa y corte de Madrid por D.Mariano Belver y Collado, escultor honorario de la reina Isabel II.
El 16 de abril de 1906, la imagen de la Virgen fue coronada canónicamente en solemne ceremonia por el párroco de San Justo D. Clemente Ballesteros (fue la primera imagen mariana coronada en Toledo), en nombre del cardenal Sancha. La corona es obra del platero toledano Martín Gamero y fue sufragada por suscripción popular. Recientemente ha sido restaurada (año 2018) y se encuentra bajo custodia de la cofradía.
Durante la guerra civil de 1936-1939, el santuario quedó en la zona intermedia entre ambos bandos combatientes y un grupo de toledanos, entre los que figuraba el periodista Antonio de Ancos Miranda, para proteger la imagen, la trasladó a un lugar seguro dentro del recinto amurallado de la ciudad, donde permaneció hasta el final de la contienda.