En 1623 tuvo lugar el descubrimiento de esta pintura, que durante muchos años había estado oculta. Quintana, que fue contemporáneo del hecho, cuenta cómo fue el hallazgo y cómo la Reina Isabel, unos días antes de dar a luz a la infanta Margarita, decidió hacer una novena a la Virgen de la Almudena, mas por estar la imagen en una capilla muy pequeña determinaron pasarla al Altar Mayor. Para acomodar a la Virgen fue necesario quitar unos tableros del retablo mayor, descubriendo unas pinturas de la Virgen pintadas en la pared. Como se tenía gran prisa para preparar la capilla, volvieron a taparla, sacando antes una copia .
En 1638 se arrancó el trozo de muro que estaba pintado y se llevó a los pies de la iglesia, poniéndose la siguiente inscripción:
« Esta sagrada imagen de Nuestra Señora de la Flor estuvo pintada en la misma pared y oculta detrás del Retablo del Altar Mayor, descubriendose con una fastuosa novedad, año de 1623, con ocasión de trasladar a él Nuestra Señora de la Almudena. Después el año 1638 se traslado y coloco en este sitio, sacandole entero de la pared el espacio de ladrillo y yeso en que estaba pintada. Su antiguedad es del tiempo del rey Don Alfonso el Sexto que conquistó la última vez a Madrid, pintose en ausencia de Nuestra Señora de la Almudena, cuando estuvo encerrada en el muro y el Rey mandó consagrar esta iglesia y dedicarla a Nuestra Señora con esta santa imagen. Y en señal de su consagración la cruz roxa que tiene al pie consagrola el arzobispo de Toledo Don Bernardo de Agen, el año 1083 siendo pontifice Urbano II y se traslado el año 1642 que se puso este rotulo y ha 559 que esta en esta iglesia.»
Fundada una congregación de jardineros, en 1834, la nombran Patrona, y la pasaron a su capilla. Al ser demolida la iglesia fue trasladada a la de Sacramento y, más tarde, a la cripta de la Almudena, donde se encuentra en la actualidad.
El tipo de Virgen es muy parecido a la Madona de Madrid, sentada, sosteniendo el niño en su rodilla izquierda, en la mano derecha lleva una flor de lis, lo que ha dado nombre a la Virgen. Se creyó en el siglo XVII que esta pintura era de la época de Alfonso VI, basándose en que la flor de lis se debía a que doña Constanza era francesa y por eso esta flor, pero el tipo corresponde a las Vírgenes de la segunda mitad del siglo XIII. Ha sufrido bastantes restauraciones.
ORACION A NUESTRA SEÑORA DE LA FLOR DE LIS
¡Madre de Dios y Madre nuestra!
Tú, Señora, que durante siglos has escuchado benignamente y consolado en sus aflicciones a los madrileños que, fervorosos, han depositado las lágrimas de su dolor y las plegarias de su fe ante esta venerada imagen de la Flor de Lis, atiende nuestras súplicas e intercede ante tu Hijo en favor nuestro como ya lo hiciste en Caná de Galilea y vienes haciéndolo en tantas otras ocasiones. Madre y Señora nuestra, confiamos en tí, AMEN