La costruzione del Santuario iniziò nel 1624 in seguito al ritrovamento nei dintorni di un’immagine della Vergine, da parte di un ragazzo toscano residente ad Ariccia, Sante Bevilacqua.

Il culto della Vergine si diffuse tanto da richiamare devoti pellegrini e da far sentire la necessità di edificare un santuario. Diversi sono i miracoli attribuiti all’icona della Vergine; tra tutti, l’episodio del contagio della peste che nel 1656 colpì le terre fino a Roma, tralasciando il territorio ariccino; come ringraziamento alla Madonna venne istituita la “Festa della Signorina”, che si celebra nel giorno dell’Immacolata Concezione.

In seguito all’assunzione al soglio pontificio di Alessandro VII Chigi, la Chiesa venne risistemata da Gian Lorenzo Bernini, a cui vengono attribuite anche la facciata e le decorazioni interne della cupola. La pianta a croce latina, presenta un’unica navata, e sei cappelle laterali. L’altare maggiore mostra l’immagine della Madonna di Galloro.

Qui, nel 1716, Papa Clemente XI fece traslare le reliquie di San Clemente.