Nel 1490 fu costruita, in seguito al voto fatto da un abitante, a poca distanza dal Po di Primaro, una piccola cappella chiamata dagli abitanti Celletta.

Il santuario odierno però fu innalzato per far fronte al crescente numero di fedeli che accorrevano in seguito a un'apparizione mariana, avvenuta secondo la tradizione nel 1606.

La progettazione del santuario venne affidata all'architetto argentano Marco Nicolò Balestri e, alla sua morte, fu portata a termine da Giovan Battista Aleotti. L'edificio fu lasciato indenne dal grave terremoto di Argenta del 1624.

Ha pianta ellittica con elementi classicheggianti. Fu gravemente danneggiato nel 1945 e restaurato nel 1954.