Une immense structure qui fait littéralement saillie sur la montagne. Le sanctuaire a été érigé en l'honneur de Notre-Dame des Douleurs, qui a fait sa première apparition à Castelpetroso, à Cesa Tra Santi, le 22 mars 1888. Fabiana Cicchino est la paysanne qui a vu la Madone pour la première fois, puis l'apparition s'est reproduite en présence de son amie Serafina Valentino. La nouvelle de l'apparition se répandit bientôt dans le village et, malgré le scepticisme initial de la population, les premiers pèlerinages vers le lieu, où une croix fut placée, commencèrent.
La nouvelle est parvenue à l'évêque de Bojano de l'époque, Francesco Macarone Palmieri, qui, le 26 septembre 1888, a voulu s'assurer personnellement de ce qui s'était passé. Vers la fin de l'année 1888, le miracle qui a donné naissance au projet grandiose du Sanctuaire s'est produit : Carlo Acquaderni, directeur à Bojano de la revue "Il servo di Maria", a décidé d'emmener son fils Augusto sur le lieu de l'apparition. Auguste, âgé de 12 ans, était atteint de tuberculose osseuse mais, en buvant à la source de Cesa Tra Santi, il a été complètement guéri.
Au début de l'année 1889, après une succession d'examens médicaux, le miracle est proclamé. Acquaderni et son fils reviennent sur le site et assistent à l'Apparition pour la première fois. D'où le désir de remercier la Vierge et l'élaboration d'un projet, proposé à l'évêque, de construire un sanctuaire en l'honneur de la Vierge. L'évêque a accepté, et la collecte de fonds pour ériger la structure a commencé. Guarlandi, de Bologne, est chargé de la conception de l'ouvrage et dessine une structure majestueuse, de style néo-gothique, initialement plus grande que l'actuelle. Il a fallu environ 85 ans pour achever les travaux : la première pierre a été posée le 28 septembre 1890, mais ce n'est que le 21 septembre 1975 que la consécration a eu lieu.
Les premières années qui ont suivi ont été des années de travail, compte tenu également du fait qu'il n'était pas facile de se rendre sur le chantier. Malheureusement, à partir de 1897, une série d'événements a ralenti et bloqué la construction. D'abord la crise économique, ensuite la mort de l'évêque Palmieri et le scepticisme de son successeur qui a bloqué la construction, puis la guerre, bref, ce furent des années difficiles.
Heureusement, les offrandes reprennent, notamment de Pologne, et en 1907, la première chapelle est inaugurée. En 1973, le pape Paul VI proclame la Vierge Immaculée patronne de la région de Molise. C'est l'évêque Caranci qui a finalement consacré le temple. La structure est dominée par le dôme central de 52 mètres de haut qui soutient toute l'architecture radiale et symbolise un cœur, complété par sept chapelles latérales. L'avant est dominé par la façade avec trois portails placés entre les deux clochers. On entre dans le sanctuaire par trois portes, toutes en bronze, celle de gauche ayant été réalisée par la Pontificia Fonderia Marinelli d'Agnone, qui a également fourni toutes les cloches. A l'intérieur, on ne peut manquer de remarquer l'imposante coupole, entourée de 48 mosaïques de verre représentant les saints patrons des différentes villes du diocèse.