Gravemente danneggiato durante la Seconda Guerra Mondiale, l’edificio religioso venne restaurato nel 1965
La primitiva chiesa, probabilmente di stile gotico, più piccola ma forse impreziosita di pitture del ‘300 di scuola riminese, subì varie vicende, finché nel 1755, resasi pericolante a causa di un cedimento del terreno, venne demolita.
Nel marzo 1764, il longianese monsignor Francesco Manzi consacrò la nuova costruzione, realizzata su progetto dell’architetto riminese Pietro Borboni.
L’edificio è di stile neoclassico, “perfetta nelle linee e nelle misure, e di un’eleganza sobria e controllata”. Completano l’architettura del Borboni i capitelli e i cartigli dello scultore e decoratore riminese Antonio Trentanove. Il 28 novembre 1828 il papa Leone XII elevò la chiesa a Santuario.
Durante la seconda guerra mondiale il Santuario, come molti altri luoghi di Longiano, subì gravissimi danni. Dopo essere stato danneggiato da numerose granate, venne colpito durante il bombardamento il 7 ottobre 1944: coro, nicchia, altare, organo, decorazioni e affreschi furono distrutti. Il Santuario fu restaurato nel 1965, col rinsaldamento delle strutture e il reintegro delle linee architettoniche.