Tras el altar mayor se encuentra el camarín de la virgen, al que se accede por dos puertas que se abren a los laterales del sotabanco del retablo. Lo construyeron el trasmerano Juan Cantero y el gallego Francisco de Tesso entre 1707 y 1710. Presenta una planta rectangular, que se cubre con una bóveda semiesférica, con esos esgrafiados de finales del Setecientos realizados por el maestro de albañilería asturiano José de la Pedrosa en 1780, recientemente restaurados. Entre el mobiliario del camarín sobresalen: un conjunto de seis espejos venecianos donados por el rey Felipe V y que sustituyen a otros tantos cuadros de los misterios de la Virgen, regalados en 1710 por el ponferradino don Alonso García; la sillería del coro, procedente de la antigua iglesia monástica del extinto monasterio de Sanctus Spiritus de la Peña (Congosto); la vidriera, con el escudo de armas de la República Argentina, donación, al igual que otros objetos, de la familia López.

  Es normal que en los camarines exista únicamente una imagen, de ahí que estuviese colocada sobre un torno que permitiese girarla, pero este no es el caso de la Virgen de la Encina que desde los años ochenta dispone de dos imágenes titulares, una en el retablo y otra en el camarín, esta es copia de plata de la titular, donada por un devoto de la Virgen, don José Crende.

  El camarín de la Virgen tenía su propio administrador, con la función de recibir las limosnas, confesar y tomar cuentas a los ermitaños que recorrían los caminos de España pidiendo limosnas para la Virgen. Se encargaba de su aseo, de abrir y de cerrarlo “para aumento de su devoción”. A partir de 1717, el administrador del camarín suele ser su capellán. A principios del siglo XVIII, disponía de un salario de 200 reales y por el “mucho trabajo” que tenía, le darían otros 20 más. El ermitaño recorría El Bierzo, las comarcas limítrofes de la Cabrera, Maragatería, Valduerna, Cepeda, Tierras de Astorga, etc. Además de su salario de 12 reales, tenía derecho a un calzón, zapatos, polainas, sombrero, la montera y una libra de tabaco.