Klostret har sitt ursprung i inledningen av 1300-talet, då en herden Gil Cordero från Cáceres, sade att han mött Jungfru Maria. Hon sades ha gett honom uppdraget att be präster gräva där han sett henne vid Guadalupes flodbank. Där fann man en staty av madonnan, som antagligen gömts där av lokalbefolkningen från moriska angripare år 714. Vid platsen för fyndet byggdes ett kapell.

Kung Alfonso XI, som besökte kapellet mer än en gång, åkallade Santa Maria de Guadalupe under Slaget vid Rio Salado. Efter att ha vunnit segern, tillerkände han det Maddonans förbön, och gjorde kyrkan i Guadelupe till en kunglig helgedom och genomförde ett omfattande återuppbyggnadsprogram.

1389, tog Hieronymitiska munkar över klostret och gjorde det till deras viktigaste plats. Byggnadsarbetena fortsatte under auspiciererna av den ordens första föregående, och 1474 begravdes Henrik IV av Kastilien i Guadalupe, intill sin mor.

Klostret är rikt på associationer med den Nya världen, där Vår fru av Guadalupe är högt sedd i mexikanska Guadalupebasilikan och på andra platser. Det var här, i Extremadura, som Christopher Columbus gjorde sin första pilgrimsresa efter att ha upptäckt Amerika 1492 och det var här han sägs ha första gången tackat himmelriket för sin upptäckt.

Även efter att munkarna från Guadalupe grundat det kända klostret i Escorial, som låg mycket närmare den kungliga huvudstaden, Madrid, förblev Santa Maria de Guadalupe under kungligt skydd. Det förblev det viktigaste klostret i Spanien fram till sekulariseringen av kloster 1835. Under 1900-talet återstartades klostret av Franciskanerorden och påve Pius XII gav helgedomen status som "Minor Papal Basilica".