La Ermita de Nuestra Señora del Patrocinio se localiza dentro del casco urbano de Pedroso y fue construida en la segunda mitad del siglo XVII, siendo reconstruida un siglo más tarde. El edificio está realizado en mampostería, ladrillo y sillería con claras influencias madrileñas.
Según el presbítero pedroseño Juan Matías de Herce Anguiano en su "Compendio Histórico de la Villa de Pedroso" de 1786, la ermita debe su fundación a la piedad del venerable sacerdote Juan Domingo Herce, hijo del pueblo, licenciado, Comisario del Santo Oficio de la Inquisición y cura durante 20 años de la parroquia de Pedroso. Se edificó en el mismo sitio donde antes estuvo la ermita de Santo Domingo de la Calzada.
Las obras de la primera época pudieron comenzar hacia 1670, conservándose de ellas la extraordinaria cúpula de media naranja, los retablos, el baldaquino de la virgen, todos ellos de arte barroco, y la mayoría de las imágenes y cuadros. Hacia 1750 se inicia la reestructuración definitiva gracias a la iniciativa de Juan Manuel de Baños, natural de Pedroso y vecino de Madrid.
La imagen de la Virgen del Patrocinio fue realizada en 1670 por el escultor Francisco de la Cantolla, autor también de varias esculturas de la iglesia parroquial.
El proyecto de remodelación fue obra del maestro de obras madrileño Félix Domínguez y del aparejador Agustín Paniagua, quien fue el encargado de terminarla. Las reformas incluían alargar la ermita de siete a ocho varas, quitar la bóveda y tejado, aumentar la altura y reorganizar los espacios. En 1786, el alcalde Salvador Hernández Anguiano impulsó decisivamente el proyecto, remitiendo una carta a todos los hijos del pueblo residentes en distintos puntos de España y América para que contribuyeran a los cuantiosos gastos de la fachada.
Entre las donaciones destaca la del doctor Pedro Ignacio Ibarreta y Ribera, Chantre de la Iglesia Catedral de Guadalajara de Indias (México), que remitió 2.000 reales, sirviendo además para agrandar la casa adyacente que cobijase las tres capellanías que atendían el culto de la ermita. El importe total de las reformas ascendió a 63.781 reales y 10 maravedís, interviniendo en ellas artífices regionales de reconocido prestigio como el arquitecto najerino Francisco de Gurrea, quien materializó la fachada. Juan Manuel de Baños regaló además una campana para la espadaña que culmina la fachada.
Además de Francisco de Gurrea, en la obra intervinieron el cantero Vicente Aranzuri de Huércanos, encargado de la piedra procedente de San Asensio, y Pedro de Arrieta, responsable de las baldosas, tejas y ladrillos.
Estructuralmente, la fachada tiene tres arcos de ingreso al pórtico, está rematada con una espadaña de dos huecos. Su planta es rectangular de una sola nave de cinco tramos, con crucero y cabecera cuadrangular. En su interior destaca los dos retablos, el baldaquino de la virgen del Patrocinio (escultura de una sola pieza), ambos de arte barroco de finales del siglo XVII. También encontramos varias imágenes y cuadros de esa época y una magnífica cúpula decorada con yeserías policromadas.