Durante la guerra civil, el Santuario de la Virgen de la Cabeza fue escenario de un hecho de armas, que ha quedado vinculado a su historia.

A mediados de agosto de 1936, se refugiaron en el palacete de la finca del Lugar Nuevo, en el valle del río Jándula, 65 guardias civiles y 15 paisanos, con sus respectivas familias. Días después, en el propio santuario, 165 guardias civiles, familiares, 44 paisanos y cuatro sacerdotes. En total, 1.135 personas.

El capitán D. Santiago Cortés González, con anuencia del capitán Ramírez, más antiguo en el escalafón, los tenientes Rueda García, Ruano Beltrán y Porto, éste del cuerpo de Carabineros, y los alfereces Hormigo y Carbonell, más otras clases del benemérito instituto, se erigió en jefe del campamento.

Al principio, la situación fue de cierta normalidad, iban y venían los milicianos, bajaban a Andújar unas escuadras al mando de Carbonell para proveerse de ropas y víveres. Un médico, D. Carlos Torres Laguna, les prestaba asistencia sanitaria. Luego sería un eficaz historiador sobre temas de la Virgen, el santuario y Andújar.

El jefe de la Comandancia, teniente coronel Iglesias y el segundo jefe, comandante Nofuentes, también se refugiaron allí. El primero, requerido por las autoridades republicanas, se desplazó, después a Madrid, de donde no le dejaron volver, quedando su familia en el Santuario.

En los primeros días de septiembre, la situación de los refugiados empezó a ser bastante tensa, ante la insistencia de las autoridades republicanas para que entregaran las armas y se procediera a la evacuación. Más hay que reconocer que el fundado temor a represalias dictó la actitud de la mayoría. El vuelo de una avioneta de la llamada zona nacional que tuvo como único objetivo lanzarles mensajes de aliento y esperanza, entre otras circunstancias, precipitó los acontecimientos. Nofuentes era partidario de la entrega de armas y la evacuación, postura que no compartían el resto de los oficiales, por temor a los peligros que ello pudiera conllevar.

El día 14 de septiembre de 1936, dos camiones llenos de refugiados abandonaron el lugar para entregarse a las fuerzas republicanas. Ante esta situación, Cortés se hizo cargo del mando, quedando detenido el comandante Nofuentes. Los bombardeos comenzaron nada más conocerse la declarada rebeldía de los refugiados. El día 15 de septiembre cinco aviones del ejército republicano arrojaron por primera vez proclamas y algunas bombas. Eran los comienzos de ocho meses de resistencia, con bombardeos de aviación por parte de ambos contendientes, artillería, fuego de ametralladoras y morteros, granadas de mano y, al final, el empleo por los atacantes de tanques y carros blindados.

Debido a la precariedad defensiva de los alojados en Lugar Nuevo, aprovechando una noche oscura e inclemente, caminaron por los escarpados riscos hacia el santuario. La comunicación entre los sitiados y la zona nacional, imposible en los primeros días, se hacía a través de palomas mensajeras, que los aviones arrojaban en paracaídas, hasta que, tomada la localidad de Porcuna, por las fuerzas que mandaba el general Queipo de Llano, se instaló allí un heliógrafo que comunicaba con el santuario.

Fue angustiosa, en muchas ocasiones, la falta de víveres y ropas que se paliaba, en lo posible, con los suministros aéreos dirigidos y protagonizados en su mayoría por el capitán Carlos de Haya. Al final sucumbió la posición, atacada por varios millares de hombres, milicianos, tropa regular. El 1 de mayo de 1937 el impacto de una granada de artillería hirió de muerte al capitán Santiago Cortés. La noticia hizo cundir el desánimo, e inmediatamente después se produciría la rendición. Al día siguiente, el Capitán Cortés tras ser operado por los sanitarios republicanos, falleció poco después del mediodía. La primitiva imagen de la Virgen de la Cabeza desapareció durante estos días de asedio del altar mayor y se piensa, según la opinión mayoritaria, que fue enterrada por algún guardia civil o familiar en algún lugar desconocido de la Sierra de Andújar. Hasta la fecha no ha aparecido y su paradero actual es toda una incógnita. La actual imagen de la Virgen data del año 1944.

El balance de bajas, entre los sitiados, sobrepasó los ciento cincuenta muertos, alcanzando los heridos una cifra cercana a los doscientos cincuenta, tanto entre los combatientes como en la población civil. Los supervivientes quedaron en un estado de lamentable depauperación, al que empezaron a poner remedio, humanitariamente, las tropas sitiadoras. Se ponía así punto final a uno de los episodios más aireados por la historiografía oficial posterior a la Guerra Civil, en su afán por ensalzar las virtudes, el honor y la valentía de los hombres de la Guardia Civil.