Nel 1522, durante la guerra franco-tedesca, il Generale francese Lautrec, avendo sentito che gli abitanti di Treviglio patteggiavano con i Tedeschi, marciò contro la cittadina, per metterla a ferro e fuoco. Nel terrore della strage, il popolo si raccolse a pregare nelle Chiese e specialmente nella Chiesa delle Agostiniane. Maria rispose alla fiducia dei figli e l’Immagine della Madonna, affrescata sulla parete della Chiesa, incominciò a piangere ed a sudare. Saputo il fatto, il Generale venne e vide il miracolo. Le copiose lacrime della Vergine bagnavano il volto ed il vestito, ma non il Bimbo Gesù che era sulle sue ginocchia. Commosso Lautrec volle asciugare le lacrime ed il sudore della Vergine; Treviglio fu salva. Dopo l'autenticazione del miracolo, iniziata nel 1583 su pressione di Carlo Borromeo, che chiede una delegazione alla Santa Sede ed invia l'anno successivo il suo vicario Lodovico Audoeno, il 6 maggio 1591 vengono eletti quattro soprintendenti, uno per ogni porta, per erigere il santuario: Federico Rozzone, Giovanni Zuccone, Andrea Canzola e Giacomo Fachetto. Il 20 aprile 1593 due di questi vengono sostituiti da Luca Ferrando e Lodovico Lodi in quanto deceduti. Il 25 marzo 1594 viene posta la prima pietra. Il 27 maggio 1619 l'architetto caravaggino Fabio Mangone ed i trevigliesi Bartolomeo Boldone e i fratelli Barizaldi iniziano la delicata fase di taglio del muro per traslare nel nuovo santuario l'immagine miracolosa della Madonna che verrà completata con il collocamento avvenuto sabato 15 giugno. Il giorno successivo il cardinale Federico Borromeo, arrivato in città il 14 giugno, celebra la messa aprendo così al culto il santuario trevigliese. Nel 1668 si decide di costruire un altare ad ornamento dell'effigie in marmi preziosi di varia specie e natura. Tra il 1835 ed il 1838 viene costruito il campanile del santuario. Dopo un primo progetto d'ampliamento del santuario rimasto su carta del 1854, nel 1897 l'architetto ingegnere Cesare Nava, di origini milanesi, ne redige uno nuovo. Il 28 febbraio 1899 il cardinale Andrea Carlo Ferrari, arcivescovo di Milano, depone simbolicamente la prima pietra dell'ampliamento, che attualmente si trova vicino al leggio del Vangelo. L'8 settembre i lavori vengono aggiudicati ai capimastri Furia che però decidono, data l'entità dell'opera, di costituire un'impresa con i concorrenti Bencetti, Possenti e Rossi, tutti di origini trevigliese. Il 13 novembre iniziano effettivamente i lavori d'ampliamento. All'interno del santuario sono tuttora gelosamente custoditi la spada e l'elmo del generale Odet de Foix, visconte di Lautrec che vengono esposti durante la settimana del Miracolo, a fine febbraio e inizio marzo. Il santuario ospita affreschi e tele del Molinari, dei fratelli Galliari, del Cresseri, dei Montalti e di Bernardino Butinone.