Era în anul 1872. Bartolo Longo, un necredincios anticlerical, era pentru rezolvarea unor probleme, la Pompei. Într-o zi, plimbându-se, a văzut o biserică în ruine ce data din anul 1093. Aflându-se în apropierea acesteia, a auzit o voce: "Dacă tu vei face cunoscut Rozariul, vei fi salvat!". Imediat a auzit şi clopotele pentru Îngerul Domnului. A îngenuncheat pe pământul gol şi a început să se roage. Spune el apoi: "Niciodată nu am mai simţit o aşa pace şi bucurie interioară". Din acel moment începe convertirea şi chemarea de a fi unul dintre cei mai mari propagatori ai sfântului Rozariu.
La 8 mai 1876 au început lucrările noii biserici, după un proiect al lui Antonio Cua, profesor la Universitatea din Napoli. De decorarea monumentalei faţade s-a ocupat artistul Giovanni Rispoli.
Iniţial, sanctuarul a fost proiectat sub forma unei cruci latine, cu o singură navată, cupolă şi şase capele laterale. La 4 mai 1901, papa Leon al XIII-lea a declarat sanctuarul bazilică pontificală majoră. În anul 1925 s-a terminat construirea turnului, înalt de 80 m.
Datorită mulţimilor mari de pelerini, între anii 1934 şi 1938 s-au adăugat două navate, iar exteriorul a căpătat aspectul marilor bazilici romane. În turn au fost instalate 11 clopote, dintre care cel mai mare are cinci tone. În vârful turnului se poate ajunge cu un ascensor, iar de acolo se poate avea o imagine panoramică de excepţie. Pe vârful turnului se află o cruce luminoasă de 7 metri, iar la diferite nivele ale turnului, în exterior, sunt statui de bronz de 5-6 metri înălţime. La 11 noiembrie 1962 a fost inaugurat, în piaţa din faţa sanctuarului, monumentul care-l reprezintă pe fericitul Bartolo Longo, beatificat la 26 octombrie 1980.
La sanctuarul din Pompei vin anual peste patru milioane de pelerini. Mulţi vin la 8 mai şi în prima duminică din luna octombrie, pentru a asista la Rugăciunea către Maica Domnului de la Pompei (Ora lumii), ceremonie transmisă la radio şi televiziune în toată lumea.
Punctul central al sanctuarului îl constituie icoana care o reprezintă pe Maria pe tron, cu pruncul în braţe. La picioarele ei sunt doi sfinţi. Fecioara, cu mâna stângă, îi oferă un rozariu sfintei Ecaterina de Siena, iar Isus, cu mâna dreaptă, oferă rozariul sfântului Dominic.
Într-o zi Bartolo Longo mergea la un magazin de antichităţi să cumpere o icoană cu Maica Domnului pentru biserica ce se construia. Pe drum întâlneşte un preot care îi spune: "Mergi la sora Maria Concetta de Litala să-ţi dea icoana pe care i-am dat-o eu acum cinci ani". Sora i-a dat icoana, dar era foarte deteriorată. Bartolo Longo a restaurat-o şi a aşezat-o în vechea biserică parohială. Ulterior, imaginea a fost împodobită cu o diademă de aur şi cu 700 de pietre preţioase şi binecuvântată de papa Leon al XIII-lea.
Ultima restaurare a icoanei a avut loc în anul 1965, când au fost înlăturate o parte dintre pietrele preţioase, pentru a nu afecta pictura. În faţa acestei imagini, de-a lungul timpului s-au săvârşit nenumărate miracole.
În anul 2002, icoana a fost dusă în bazilica "Sfântul Petru". În faţa "minunatei icoane de la Pompei", papa Ioan Paul al II-lea a semnat scrisoarea apostolică Rosarium Virginis Mariae.
Sanctuarul mai găzduieşte două importante relicve: un spin din coroana lui Isus, lung de 3 cm, şi un fragment din crucea lui Isus, aşezate în relicviare lucrate în aur şi argint.
Fericitul Ioan Paul al II-lea a fost în pelerinaj la Pompei la începutul pontificatului său, la 29 octombrie 1979, şi la împlinirea a 25 de ani de pontificat, în anul 2003. Papa Benedict al XVI-lea a vizitat Pompeiul la 19 octombrie 2008.
Fericitul Bartolo Longo a trecut la Domnul la 5 octombrie 1926, dar opera sa va dăinui peste secole.