El origen de la cueva como lugar de culto es controvertido.La tradición afirma que don Pelayo,persiguiendo a un malhechor que se había refugiado en esta gruta,se encontró con un ermitaño que daba culto a la virgen María.El ermitaño rogó a Pelayo que perdonase al malhechor,puesto que se había acogida a la protección de la virgen,y le dijo que llegaría el día en que el también tendría necesidad de buscar amparo en la Cueva.Algunos historiadores dicen que lo más verosímil es que Pelayo y los cristianos,refugiados en la Cueva de los musulmanes,llevarán consigo alguna imagen de la Virgen y la dejarán allí después de su victoria en la batalla de Covadonga.

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