Els orígens d'aquesta església es remunten a l'any 921, quan es fundà en aquest indret un monestir femení. La comunitat estava dirigida per Xixilona, germana d'Emma, abadessa de Sant Joan de les Abadesses, del qual depenia el cenobi de Santa Maria.

A la mort de Xixilona, segons Pau Parassols, tots els seus bens van passar al seu germà Sunyer, que va suprimir-ne la vida monàstica. No hi ha cap documentació que avali aquesta teoria, ni que la desmenteixi, doncs no hi ha cap document  que parli d'aquest monestir fins el segle XII, moment en que es construeix un nou temple.

Ja en el segle XIII, Santa Maria del Camí desenvolupava tasques d'hospital, atès per unes donades i cofrares.

La vida monàstica es va acabar definitivament en el segle XIV. En 1307 el bisbe Ponç de Gualba va visitar el cenobi, aleshores habitat per dues monges i va decidir tancar-lo, a causa del deficient manteniment i de diverses irregularitats en la vida monàstica.

En l'actualitat només es conserva l'església del segle XII, que és de propietat privada.

El temple té una sola nau, acabada a l'est amb un absis de planta rectangular.

La capçalera està il·luminada per una finestra de mig punt, amb l'arc monolític.

La volta de la nau és de canó lleugerament apuntada. Malgrat tenir uns murs laterals d' aproximadament un metre i mig de gruix, el pes de la volta va provocar una inclinació d'aquests, posant en perill l'estabilitat de l'edifici. Actualment uns tensors eviten que es separin encara més i d'aquesta manera mantinguin en peu la coberta. 

S'accedeix al temple per una porta oberta en el mur sud.  Està formada per dos arcs de mig punt en gradació, entre els que trobem una arquivolta, que es recolza en dues columnes.

L'arquivolta està decorada amb un entrellaçat de bella factura. Malgrat això, els blocs que la formen, van ser esculpits independentment i no encaixen exactament els seus motius esculpits.

Els capitells de les columnes presenten una decoració molt més interessant. En el costat esquerre veiem un cap humà coronat en cadascuna de les cares del capitell. Al seu voltant trobem diferents elements vegetals. El capitell del costat esquerre també té caps esculpits en la part superior, si bé en aquesta ocasió es tracta de felins. De la seva boca en surten dos grius. Completen l'escena dos aus, que picotegen una pinya, molt desgastada, que hi havia a l'aresta. En els espais buits del capitell es poden veure esculpits alguns entrellaçats. En la part superior, tot i que de manera fragmentada, es pot apreciar la inscripció SC Maria, en al·lusió a la titular del temple.

En alguns punts de la cornisa, tot i que molt erosionats, es poden veure algunes elements esculpits. Al damunt de la porta d'entrada hi ha un cap de bou, un d'humà amb els ulls ametllats, un cub amb entrellaçats i tres semicercles concèntrics dels que surten uns raigs. En l'inici de l'absis es pot veure una cara allargada al costat d'una pinya i tres formes concèntriques dins d'un arc apuntat.  Ex creu que podrien haver estat reaprofitats d'una construcció anterior.

En l'interior del temple es conserva la làpida funerària de Xixilona, filla del comte Guifré el Pilós i primera abadessa de Santa Maria del Camí. Es va realitzar aprofitant l'antic cancell visigòtic. L'actual suport permet visualitzar les dues cares. La més interessant és la del cancell, fet en la segona meitat del segle VII. Està decorada amb motius geomètrics i de tipus vegetals.