Es el santuario mariano por antonomasia de la comarca y fue constituido en parroquia en 1856. Junto con los restos arquitectónicos que pueden observarse en los aledaños compone el único vestigio material de la presencia de los Agustinos en Agreda, documentada desde 1557 hasta la exclaustración de 1835.

Fueron los religiosos de esta orden quienes, a mediados del siglo XVI, promovieron la construcción de un templo en origen dedicado a San Agustín. Tras muchas vicisitudes que provocaron la continua interrupción de las obras, la fábrica fue concluida hacia 1624. Grandes benefactores de la misma fueron Don Juan González de Munébrega, obispo de Tarazona, además de insignes familias de la villa tales como los Huidobro, los Camargo y los Fuenmayor – los escudos de estas dos últimas campean a ambos lados de la portada occidental.

Su planta se ajusta a un esquema de cruz latina coronada por una cabecera pentagonal en la que se dispone el retablo mayor del siglo XVII concebido como un gran marco en el que destaca la talla protogótica en nogal de la Virgen de los Milagros, patrona de Agreda y los 17 pueblos de su tierra. Su festividad se celebra el sábado siguiente al Corpus Christi y atrae a multitud de peregrinos de las próximas Navarra, Aragón y La Rioja.

A ambos lados de la nave se adosan sendas capillas funerarias: en el lado del Evangelio encontramos la Capilla del Carmen erigida por Don Hernando de Fuenmayor y decorada por un interesante conjunto de relieves en estuco alusivos a la vida de la Virgen. Igualmente interesante resulta el lienzo con el “Cristo de Burgos” obra de Mateo Cerezo.

La capilla de San Pedro, promovida por los Huidobro, custodia una monumental talla barroca con San Pedro entronizado, la pila bautismal románica en la que fuera bautizada Sor María de Jesús, y la talla del “Cristo de los Templarios”.

La visita la completan dos retablo góticos de finales del siglo XV dedicados a San Vicente y a San Lorenzo. Sobre este último es posible contemplar la imagen pétrea del zapatero Juan Medrano, falso converso que fue castigado por la Virgen de los Milagros al ser sorprendido trabajando el día del Corpus.

Las dimensiones catedralicias del conjunto, su sobriedad y su unidad estilística convierten al templo en uno de los mejores exponentes de la arquitectura religiosa soriana del siglo XVI.