La historia del Santuario comienza en 1510 y está muy ligada a la aparición de la Virgen ante el campesino Bartolomeo Broglia. Se cuenta que, mientras trabajaba en el campo, el pobre hombre fue agredido por una serpiente y, para salvarse, invocó la ayuda de la Virgen. Con los ojos mirando al cielo, Bartolomeo vio una pequeña estatua de la Virgen envuelta en luz apoyada en el tronco de un fresno. Con el corazón lleno de gratitud, el campesino se llevó la estatua a casa, pero milagrosamente ésta acabó desapareciendo para volver a colocarse entre las ramas del árbol en que apareció.

Y este hecho se repitió más veces, hasta el punto de que el 10 de septiembre de 1510, exactamente en ese mismo lugar, se puso la primera piedra de la pequeña capilla que desde ese momento protege y honra la sagrada imagen. La Iglesia actual fue construida en estilo renacentista en 1514 y, durante tres siglos, los Frailes Menores Franciscanos la custodiaron. A causa de varias vicisitudes políticas, guerras y devastaciones, el complejo conoció un largo periodo de decadencia que solamente vio su fin en 1898, con la vuelva de los Frailes Franciscanos.

Hoy en día, la Iglesia de la Virgen del Fresno presenta una estructura arquitectónica con una única nave sobre la que se abren diez capillas laterales. En su interior, se encuentran valiosos lienzos, frescos y elegantes decoraciones de estuco barrocas.