Su origen se remonta al siglo X. Construido a partir de una anterior mezquita árabe pasó a ser una iglesia fortificada en tiempos de Alfonso X El Sabio; para su reconversión se utilizaron entre otros materiales los de un edificio romano próximo. Se fortificó con cuatro torres, dos de planta cuadrangular y dos hexagonales.

En esta iglesia-fortaleza instaló Alfonso X la efímera Orden Militar de Santa María de España, que sería absorvida por la Orden de Santiago.

Al igual que otras construcciones militares situadas en la costa mediterránea, sirvió como defensa a los ataques e invasiones realizadas desde el norte de áfrica. A la Iglesia Fortaleza de Santa María se la conoce con nombre de Castillo de San Marcos a partir del siglo XIV-XV.

Entre los personajes relacionados con la fortaleza destacan, además de Alfonso X, Alonso Pérez de Guzmán El Bueno, el Duque de Medinaceli Luis de la Cerda, Cristobal Colón, Juan de la Cosa y la escritora Fernán Caballero, por su obra "Tres almas de Dios o Un servilón y un liberalito".

En la actualidad pertenece a una conocida bodega y es visitable previo pago.