La imatge de la Mare de Déu de Dalt la van trobar dimarts, durant els treballs de restauració del paviment de l'església vella de Benifallet. La talla té uns 86 centímetres d'alçada i uns 35 centímetres d'amplada, i la van trobar bocaterrosa els operaris de la brigada municipal que aplanaven el terra d'un sector de l'ermita. Així, la part del darrere de la imatge és la que està més deteriorada, sobretot molt afectada pels corcs; però la posició de la imatge ha propiciat una millor conservació dels elements frontals, que han ajudat els experts a datar la figura. L'arqueòleg dels serveis territorials de Cultura, Joan Martínez, va afirmar que es tracta d'una «troballa excepcional», per la qualitat artística de la peça però també perquè l'art litúrgic del romànic és molt poc habitual a les Terres de l'Ebre. «Hem de pensar que estem dins de la Catalunya Nova», va insistir. De fet, Martínez va remarcar que la imatge representa la Mare de Déu coronada, amb una posició frontal i molt hieràtica, que són trets propis del romànic; però amb altres detalls que demostren que la talla és una peça a cavall del període gòtic, com els plecs a la túnica i el fet que la verge s'aguanta el mantell amb la mà esquerra. L'arqueòleg va explicar que la imatge de la Verge té el braç dret tallat, i que això ha fet que s'haja perdut la figura del nen Jesús.

Així ho va certificar el medievalista tortosí Jacobo Vidal Franquet, que va ser convidat a inspeccionar la talla per determinar-ne la vàlua. Segons Vidal Franquet, és molt possible que la verge retrobada siga la peça que va documentar mossèn Manuel Milian Boix a Benifallet, en l'inventari que l'any 1935 detallava les peces d'art litúrgic de la diòcesi de Tortosa. El medievalista va consultar l'inventari, inèdit encara en la part que fa referència a les peces de la part catalana de la diòcesi, i va constatar que a l'ermita de Benifallet es conservava una talla de fusta de la Mare de Déu. A més, el capellà havia datat la imatge al segle XIV, abans de descriure que tenia símptomes d'haver estat repintada. «Per la tipologia, la figura pertany a una sèrie d'imatges que comencen a fer-se a partir del segle XII, però moltes van ser substituïdes a partir del segle XVII o destruïdes a partir del segle XIX, mentre que d'altres van ser venudes», va recordar. «És una troballa important i transcendental en l'àmbit de la Corona d'Aragó», va concloure Vidal Franquet.