La ermita de Nuestra Señora del Roble esta situada sobre la colina denominada “El Lomo” a unos 800 m del casco urbano de Sorzano.
La ermita es una construcción en mampostería de cantos rodados y sillarejo cogidos con mortero de cal, el mismo material con el que se enluce la fachada. El edificio presenta planta rectangular de una sola nave, con pórtico añadido a los pies, al lado sur. Las cubiertas se solucionan con techumbre plana, rehechas de hormigón a finales del siglo XX.
La ermita acutal, es el resultado final de un proceso de continuas reformas, detectadas en una pequeña intervención arqueológica realizada en el año 2012, con motivo de unas obras de saneamiento del edificio. A alguna de estas fases constructivas podemos ponerle fechas, gracias a la documentación existente.
La fase más antigua se corresponde con una necrópolis medieval entre los siglos XIII al XV, que estaría asociada a un templo, posiblemente precedente del actual, del que no se han identificado restos.
El tramo más antiguo de la ermita se corresponde con la cabecera y parte de la nave. Contaría con acceso de arco de medio punto, en el lateral sur, y pequeñas ventanas de aspecto medieval. Presentaba contrafuertes en esquina. Sería anterior a 1639, posiblemente del siglo XVI.
En 1639, se le añade la sacristía por el este, y se elijan los contrafuertes en esquina de la fase anterior.
En 1699 se prolonga la ermita por el oeste, con un coro. Se abre en este tramo la actual puerta de acceso.
Entre 1699 y 1792, se enfosca la fachada de la ermita con mortero de cal.
En 1896 se construye el cuerpo porticado del sur.
En el interior de la ermita se encuentra una copia de la imagen de la patrona de Sorzano: Nuestra Señora del Roble. Ésta, junto con el retablo, es obra de Fernando de Ezpeleta y Sebastián del Ribero, vecinos de Fuenmayor del año 1644, sustituyendo a otra que se encontraba en muy mal estado.
Desde 1836 se custodian también en esta ermita dos imágenes de la Virgen de La Hermedaña, al hundirse su ermita del monte.
Junto a la ermita podemos apreciar un anfiteatro en el que se celebra la popular misa de campaña el tercer domingo de mayo con la posterior procesión de Las Cien Doncellas.