Basilika honen izenaren jatorria dator populatzaile okzitaniar berriek zuten deboziotik; biztanle horiek Le Puy-en-Velaytik Lizarrara heldutakoak XI. mendeko bigarren erdialdean Done Jakueren Bidearen karietara.

Tradizioaren arabera, Birjina 1085ean agertu zitzaien beren aziendak zaintzen ari ziren Abartzuzako artzain batzuei. Hala ere, santutegi honen lehen aipamena 1171ko dokumentu batean ageri da. 1174an, Iruñeko apezpikuak eliza Hirurogeien edo Santiagoren kofradiari utzi zion, santutegia berreraiki zezan.

XIII. mendetik goiti, Puyko basilikak Nafarroako errege-erreginen babesa izan zuen, eta hauek opari, zerga eta errenta anitz eman zizkioten, horien artean tindaketaren errotakoak, Ega ibaian juduek gobernatzen zutena.

Lehenbiziko mendeetako obren artean, Birjinaren irudi gotikoa (XIV. m.) gorde da, baita irudia gordetzen den arka apaintzen duten nazioarteko gotiko estiloko pintura bikainak ere.

Puyko Ama Birjina hiriko patroitzat hartu zen 1638ko Hondarribiko batailaren ondoan, Lizarrako soldaduek pentsatu baitzuten beren armadan hildakorik egon ez izana Birjinaren mirariaren ondorioa izan zela.

Maroto jeneral karlistak hala agindurik, hemen fusilatu zituzten 1839ko Bergarako Besarkadaren kontra zeuden agintari karlistak. Bigarren karlistaldian, 1874an, Karlos VII. erregegaiak bere sablea eman zion basilikari, karlisten aldeko ikurra izan zezan. Sablea Birjinaren altxorraren piezen artean gordetzen da.

Elizaren eraikin barrokoa oso baldintza txarretan zegoenez, tenplu berri bat eraikitzea erabaki zen. Hortaz, 1929an, Victor Eusa arkitektoak eraikin berria diseinatu zuen, estilo eklektikoan eta neogotikoan; lanak 1951n akitu ziren.