Alla protezione dell'immagine furono attribuiti nei secoli diversi eventi miracolosi, che hanno risparmiato nel tempo il borgo di Fiorano da incendi, assalti e pestilenze.
La devozione popolare portò alla costruzione nel 1630 di un oratorio sul colle entro le mura castellane, poi, nel 1634, del Santuario.
Il duca Francesco I d’Este fece erigere il Santuario come completamento della Delizia Estense di Sassuolo, su disegno di Bartolomeo Avanzini, architetto romano autore del complesso del Palazzo Ducale: la Delizia Estense è collegata al Santuario da un percorso prospettico che vuole unire visivamente il potere temporale al potere religioso.
Il Santuario, intitolato nel 1933 a Maria “Mediatrice di tutte le Grazie”, venne elevato al titolo di Basilica Minore nel 1989.
