Die Kapelle San Isidro liegt auf dem sogenannten Campos de Carabanchel, einem Gelände im einstigen Besitz des Gutsherrn Juán de Vargas, für den der Heilige Isidor als Brunnenbauer und Landknecht arbeitete. Sie steht neben der Quelle, die der Heilige wundertätig hervorsprudeln ließ, um den Durst seines Arbeitgebers zu löschen, und die der Überlieferung zufolge Heilkräfte besitzt.

Es gibt heute keine Unterlagen mehr, die das Baudatum der ersten Kapelle belegen. Als Nachweis ihrer Existenz dienen allerdings die in der Pfarrei San Andrés aufbewahrten Bücher über Kirchenbesuche, in denen sie 1499 erwähnt wird.

1528 ordnete Kaiserin Isabella von Portugal aus Dankbarkeit für die Heilung des Königs und ihres Sohnes Philipp, dem späteren König Philipp II., durch das Quellwasser den Bau eines neuen Sanktuariums zu Ehren des Heiligen Isidor neben dem Brunnen an. 

Später, im Jahre 1620, ließ Cristóbal de Urgel neben dem Hauptaltar des Gotteshauses eine Grabkapelle für sich und seine Familie sowie das Altarbild, die Sakristei und eine Reihe weiterer Erneuerungen errichten.

1724 befahl der Vizekönig von Neuspanien Baltasar de Zúñiga angesichts des baufälligen Zustands des Gotteshauses den Wiederaufbau des Gebäudes. Die kleine Kirche mit einer schiefergedeckten, von einer Laterne gekrönten sechseckigen Kuppel fiel 1936 einem Brand zum Opfer und wurde zwischen 1940 und 1941 im Auftrag der Archicofradía Sacramental de San Pedro, San Andrés y San Isidro nach dem Vorbild von 1724 wiederaufgebaut.

Am 15. Mai, dem Tag des Madrider Schutzpatrons San Isidro Labrador, findet auf der Esplanade in der Nähe der Kapelle die beliebte Messe unter freiem Himmel statt, zu der jedes Jahr mehr Besucher kommen. Die Madrider veranstalten anlässlich des Feiertags eine Wallfahrt in die Nähe der Kapelle, trinken Wasser aus der Wunderquelle und machen ein Picknick in der Umgebung. An diesen Tagen finden liturgische Gottesdienste statt und es ist Brauch, die Reliquie zu verehren. San Isidro gilt als eines der beliebtesten und typischsten Volksfeste Madrids.