Em 1957, em visita a Caravaggio, Dom Anselmo Pietrulla, Bispo Diocesano daquela época, sugeriu a construção de um Santuário Diocesano dedicado à Nossa Senhora de Caravaggio. Pouco tempo depois, em 1961, o Bispo enviou Monsenhor Gregório Locks, que em viagem à Europa trouxe a planta da futura edificação religiosa.

No dia 26 de maio de 1963, foi lançada a pedra fundamental, sendo que em  29 do mesmo mês, iniciou-se a construção do templo religioso. Em formato de cruz, a edificação tem 40 metros de comprimento e aproximadamente 800 metros quadrados de espaço interno. No dia 1 de outubro de 1967, numa festa em homenagem a Maria, com uma grande concentração de autoridades e fiéis, se deu a sua inauguração.