La storia del santuario è legata a quella del beato Bartolo Longo e della sua fondatrice, la contessa Mariana de Fusco (moglie del conte di Albenzio de Fusco), con la quale visse, impegnato a servire chi ne ha più bisogno.
Il tempio è stato costruito a seguito della spontanea dedizione di credenti di tutto il mondo. La sua costruzione iniziò l’8 maggio 1876 mediante la raccolta dell’offerta di un soldo al mese. Il primo a dare seguito a questi lavori fu Antonio Cua, professore all’Università di Napoli, che diresse gratuitamente la costruzione della parte rurale. A Giovanni Rispoli si deve poi la decorazione e la grandiosa facciata inaugurata nel 1901. Il 4 maggio 1901 papa Leone XIII elevò la Basilica a Basilica Maggiore.
A croce latina, era originariamente a navata unica con abside, cupola, quattro cappelle laterali e due cappelle a croce. Ai lati del santuario si trovano altre due cappelle con ingressi separati ma comunicanti con la navata centrale: a sinistra si trova la cappella di Santa Caterina da Siena, dove originariamente furono esposti dipinti della Madonna durante la costruzione del santuario; a destra è la Chiesa di San Salvatore, che sostituisce l’omonima parrocchia, che vi rimase fino al 1898, quando fu ricostruita a poche decine di metri di distanza. Il campanile alto 88 metri fu costruito nel 1925.
Con il passare del tempo e un notevole aumento del numero dei credenti, si rese necessario ampliare il santuario realizzato in un progetto del Chiappetta dal 1934 al 1938. Il tempio aveva così tre navate (il centro non fu modificato), mentre l’abside e la cupola furono ampliate. La facciata completa la facciata monumentale, conferendo al santuario l’aspetto di una grande cattedrale romana. Negli anni successivi il santuario sopravvisse all’eruzione del Vesuvio del 1944 e all’arrivo delle truppe naziste che minacciarono di distruggerlo.
È stata meta di pellegrinaggio di Papa Giovanni Paolo II il 21 ottobre 1979 e il 7 ottobre 2003, di Papa Benedetto XVI il 19 ottobre 2008 e di Papa Francesco il 21 marzo 2015.
L’11 novembre 1962 nel piazzale antistante la Basilica fu collocato un monumento a Bartolo Longo, opera dello scultore ravegnanese Domenico Ponzi. Alla solenne inaugurazione era presente l’allora Presidente della Repubblica, Antonio Segni.
Oltre ad essere meta di pellegrinaggio, il santuario attira anche molti turisti affascinati dalla sua maestosità. Più di 4 milioni di persone visitano il santuario ogni anno, rendendolo uno dei santuari più visitati d’Italia. Soprattutto l’8 maggio e la prima domenica di ottobre, migliaia di fedeli accorrono a Pompei per partecipare alla Preghiera alla Madonna di Pompei (l’Ora del Mondo, recitata dai devoti della Madonna del Rosario in contemporanea ovunque essi siano)è stato scritto dal Beato Bartolo Longo e trasmesso dalle radio e dalle televisioni di tutto il mondo.
In onore del Rosario, il beato Bartolo Longo scrisse una preghiera di supplica, che fu approvata dalle autorità ecclesiastiche. La preghiera è conosciuta e recitata in tutta la chiesa, soprattutto a mezzogiorno dell’8 maggio e della prima domenica di ottobre (con indulgenza plenaria), come introduzione alle preghiere mariane dei mesi.
