Η πρωτότυπη ήταν αχειροποίητος ή του Ευαγγελιστή Λουκά και φυλασσόταν στον ναό των Χαλκοπρατείων στην Κωνσταντινούπολη μαζί με το θεομητορικό κειμήλιο της Αγίας Ζώνης (Αγία Σορός), από όπου πήρε και το όνομά της.
Κατά την παράδοση του 11ου αιώνα, όταν ο Ευαγγελιστής Λουκάς, κατά παραγγελία των Αποστόλων, ετοίμαζε τα χρώματα για να αρχίσει να ζωγραφίζει την Θεοτόκο, η εικόνα σχηματίστηκε θαυματουργικά από μόνη της στο τελάρο. Έτσι θεωρούνταν αχειροποίητος ή αποδιδόταν στον ευαγγελιστή Λουκά. Τα ίχνη του πρωτοτύπου χάθηκαν κατά την εικονομαχία.
Το μοναδικό βυζαντινό αντίγραφο και μάλιστα του 7ου αιώνα της πρωτότυπης Παναγίας της Αγιοσορίτισσας, από τις ελάχιστες βυζαντινές εικόνες οι οποίες διασώθηκαν από την περίοδο της Εικονομαχίας, φυλάσσεται στη Ρώμη, στην εκκλησία των Δομινικανών καλογριών Santa Maria del Rosario, όπου, κατά την ιστορική παράδοση, την έφεραν στην Ιταλία, ορθόδοξοι εικονόφιλοι μοναχοί και μοναχές που εγκατέλειψαν την Κωνσταντινούπολη για την Ιταλία, μετά το διάταγμα του Λέοντος Γ΄, το 728, με το οποίο απαγόρευε την ανάρτηση εικόνων.
Στον εικονογραφικό τύπο της Παναγίας Αγιοσορίτισσας, η Παναγία είναι χωρίς βρέφος, όρθια ή τις πιο πολλές φορές ως την μέση. Παρότι κοιτάει τον παρατηρητή, είναι ελαφρά γυρισμένη πλάγια και κρατά τα χέρια σηκωμένα στο ύψος του στήθους σε στάση προσευχής, οπότε ανήκει στον τύπο της Δεομένης. Στη Ρώμη αυτός ο τύπος αποκαλείται Παναγία Συνήγορος (Madonna Avvocata)
