Declarada Monumento en 2010. Está edificada sobre la inmensa roca en la que está asentada Pedroche, en el mismo lugar donde estaba el antiguo castillo árabe. Por esto se llama Ermita de Nuestra Señora del Castillo, bajo el título de Santa María.
No se sabe con certeza cuando se edificó, pero sí se considera que se hizo sobre parte del solar que ocupaba el castillo, utilizando algunos de sus cimientos. Sabiendo, además, que éste fue demolido y destruido a finales del siglo XV, se cree que la edificación debió ser en los primeros años del siglo XVI, o sea, entre 1500 y 1510 aproximadamente.
Es de una sola nave con presbiterio y arcos ojivales, de gran capacidad. Dichos arcos están sustentados sobre muros de piedra granítica y reforzados exteriormente con otros muros que dan fortaleza y solidez a todo el edificio. Tiene una pequeña sacristía y dos puertas de entrada: una de ellas orientada al sur, con rampa ascendente para el acceso a la ermita, con un pequeño rosetón de piedra en el frontis, de una sola pieza y sobre él está la espadaña para la campana. La otra puerta de gran tamaño está orientada al norte de la ermita y es la de acceso ordinario a la misma. Como verja de la capilla mayor tenía lo que hoy es la puerta de entrada al Parque Municipal.
En 1995, pinturas de incalculable valor artístico y que podrían datar de la época de la Reconquista, aparecieron en las paredes interiores de la ermita. Las pinturas podrían remontarse a la época del gótico, siglo XV, y en ellas se pueden atisbar indicios de una época de esplendor en Pedroche cuando era el núcleo más importante de la comarca.