Esta ermita, declarada Monumento Nacional en 1945, está situada en las inmediaciones del Palacio Real de Madrid. Se trata de una reconstrucción de la obra original diseñada por Pedro de Ribera y construida entre 1716 y 1718, uno de los primeros ejemplos de arquitectura barroca en España. Durante siglos fue destino de la romería madrileña en adoración de la imagen de la Virgen del Puerto que hay en su interior, costumbre que dio lugar a la verbena de la Melonera.

El marqués de Vadillo, corregidor de Madrid, encargó a Ribera su construcción en 1716, junto al río Manzanares. De ella destaca el diferente tratamiento interior-exterior. Interiormente organiza un espacio central con cúpula, cuatro capillas y cuatro sólidos pilares que completan el octógono. En el exterior presenta un volumen formado por superficies planas. Conserva el sepulcro del marqués de Vadillo, obra de 1729, también de Ribera.

Tras la Guerra Civil, quedó completamente destruida, por lo que el edificio existente es una reconstrucción realizada en 1945 que, a su vez, ha sido restaurado en fechas posteriores, eliminando los revocos de las fachadas y dejando a la vista la sillería y el ladrillo y devolviendo a las torres sus características cubiertas de pizarra.

Aunque la ermita suele estar cerrada salvo en horarios de culto o cuando se celebra algún evento (conciertos, bodas, retiros espirituales, etc), se pueden realizar visitas guiadas, sólo en español, previa solicitud en el email fmunozm@hotmail.com. Su duración oscila entre la hora y media y las dos horas. En ellas se realiza una explicación exterior, sobre su arquitectura, entorno e historia, y en el interior se accede al camarín de la Virgen, en el que se pueden observar objetos de una pequeña exposición sobre la conmemoración de sus 300 años, cumplidos en 2018.