Sanktuarium, położone w pobliżu skalnego urwiska i wykute niemal w całości w skale, zostało zbudowane w miejscu, w którym około 1000 roku dziewczynce z Campolemisi objawiła się Madonna. Święty obraz, przedstawiony w posągu z drewna wierzbowego, który nadal istnieje i jest przedmiotem kultu, jest czczony pod nazwą Madonna della Penna. Miesiąc maj jest tradycyjnie poświęcony Madonnie i jest świadkiem obecności wielu osób, które pielgrzymują do Pustelni. Żywa skała jest nadal widoczna w prezbiterium i zakrystii, a prymitywny mały kościółek przechodził różne fazy powiększania i wzbogacania struktur i szat liturgicznych, w miarę jak rosła sława i cześć Dziewicy z Groty, począwszy od XIV wieku. Na początku XVIII wieku zbudowano podwójną kolumnadę fasady i powiększono grotę, aby pomieścić zakrystię. Pustelnicy z Calomini opiekowali się nią przez pięć wieków, do 1868 roku, a obecnie opiekę nad nią powierzono ojcom kapucynom z Lucca.
