La Basílica, regentada por la familia dominica, está situada en la calle Ciudad de Barcelona y muy cercana al Paseo del Prado.
Aunque sus orígenes datan del S IX, el templo ha sufrido numerosas remodelaciones y fue reconstruido tras un incendio registrado en 1951, fecha de la que data su imagen actual.
Según las crónicas, han sido numerosos los reyes que, históricamente, han rendido culto a la Virgen en este templo: Alfonso VII, Alfonso IX, Sancho IV el Bravo, Enrique II, Enrique III, Enrique IV, Juan I, Juan II...
Los Reyes Católicos se encargaron de refundar en 1478 el santuario abierto por Enrique IV en 1455. Isabel II obtendría del papa Pío XI la dignidad de basílica para el santuario.
No es la primera vez que la Virgen de Atocha es testigo de un matrimonio real, ya que el Rey Alfonso XII se casó en este templo con su prima, la infanta Mercedes, el 23 de enero de 1878.
Don Juan Carlos y doña Sofía también han recurrido a este lugar sagrado para presentar a sus hijos, la infanta Elena, la infanta Cristina y el Príncipe en 1963, 1965 y 1968, respectivamente.
La iglesia alberga a la Virgen de Atocha desde 1643 cuando fue proclamada por el Rey Felipe IV como protectora de la Familia Real.