Le nom Almudena a une étymologie arabe (il y eut des siècles de cohabitation entre les Espagnols et les Arabes). La première étymologie à laquelle on pense est : « al-mudayna », diminutif de medine, ville, citadelle. Il y aurait une autre étymologie à partir de « almudith », dépôt de blé, ou « almud », mesure (de blé). Il faut noter que l'appellation ancienne était aussi « Marie la grande » (Santa Maria la Mayor).
Il existe plusieurs traditions pour évoquer l’origine du sanctuaire de Notre-Dame de Almudena, cet important sanctuaire marial madrilène en Espagne. La principale d'entre elles rapporte que la statue de Marie fut cachée dans la muraille en l'an 712, avant la conquête musulmane. Au moment de la reconquête, en l'an 1085, le roi Alfonso VI de León fait rechercher la statue. Quelques pierres de la muraille s'effondrent et font découvrir la statue avec deux cierges encore allumés, malgré les siècles écoulés. D'autres traditions précisent que la statue fut sculptée par Nicodème, personnage biblique, peinte par saint Luc, et apportée par saint Jacques... Mais c'est bien difficile à confirmer : le manuscrit date de 1640 !
Il est aussi possible que la réalité soit beaucoup plus simple. Au moment de la reconquête, plusieurs églises furent construites, et le vocable « église Marie » était un nom commun. Alors, pour distinguer l'église centrale, située à l'intérieur de la vieille ville, entre les murailles de l'ancienne « médina » arabe, on l'appela « Marie de l'Almenuda », et la statue pourrait avoir été faite à ce moment-là. La statue actuelle est datée autour de l'an 1500.
La Vierge de l'Almudena est la patronne de Madrid depuis 1623, ce qui fut confirmé en 1646. Elle est célébrée le 9 novembre.
En 1885, le pape Léon XIII décida par une bulle la création d'un diocèse à Madrid. Quelques décennies plus tard, on entreprit de construire une cathédrale, siège de l'évêque. C'est ainsi que fut construite au XXe siècle la cathédrale Santa María La Real de La Almudena, qui fut consacrée par le pape Jean-Paul II lors de son quatrième voyage en Espagne, le 15 juin 1993.