Desde la gruta, regresando por la Av. Virgen del Valle en la segunda rotonda se toma hacia la izquierda por la Avenida México que lleva a la localidad de San Isidro, cabecera del Departamento de Valle Viejo. Allí se encuentra la Ermita, construida originalmente de adobe y paja. Es el primer santuario donde se inició la veneración de la Imagen bendecida de Nuestra Señora del Valle. La construcción actual data de 1926, la realizó Rafael Arch, es una réplica de la original.
La tradición oral, de muchos testigos, asegura que se llevó en andas a la Virgencita Morena desde la casa de Manuel de Salazar a la flamante capilla construida para rendir culto a su imagen.
En qué año se produjo el solemne traslado, no puede precisarse. De acuerdo con los cálculos que se hacen al leer algunos documentos de 1648, que presentan al culto de la Virgen del Valle en su capilla con un seguro arraigo, se puede deducir que pasaron varios años. Por ello no es arriesgado afirmar que lo narrado ocurrió entre 1638 y 1640, no más. Aunque algunos autores opinan que podría haber sido mucho antes, en 1630. El interior es sencillo, al transponer el pórtico nos recibe una reja, detrás de ella un sencillo altar con la réplica de la imagen de Nuestra Señora del Valle.
Por aquellos años, el culto a la Imagen de Nuestra Señora de Catamarca se había extendido por extensas regiones. Y decimos extensas, teniendo en cuenta los difíciles medios de comunicación de la época.
En el predio también hay una estatua de Salazar portando la imagen de la Virgen. Es una referencia al milagro del algodón. Un día comenzó a quemarse el depósito de la hacienda donde se guardaba el algodón cosechado. Frente a terrible imagen el vizcaíno impulsado por su fe y la desesperación tomó a la Virgen en sus manos, y poniéndola frente a lo que ardía exclamó: “Apaga, Madre mía, este incendio, pues no hay razón para que yo pierda todo estando Tú en mi casa”. Luego la arrojó sobre las llamas y estas inmediatamente se apagaron. Según menciona el historiador Bernardo de Orellana, la imagen presenta signos de haber estado en el fuego.
Permaneció en la ermita hasta 1695. Luego de diversos cambios de templos, se trasladó definitivamente a la nueva Iglesia Matriz y Santuario construido en la ciudad Capital. Ubicada en el predio donde se edificó, tiempo después, la Catedral Basílica.
El traslado de la Imagen desde Valle Viejo al Departamento Capital se efectuó por el llamado “Paso de la Virgen” en una procesión acompañada por el Santísimo Sacramento. Se trata del actual camino que, atravesando el río del Valle, separa ambos departamentos.