Lo stesso argomento in dettaglio: Maria Santissima Addolorata di Castelpetroso.

Secondo la testimonianza delle veggenti, la Vergine Maria apparve la prima volta il 22 marzo 1888[1] a due pastorelle di nome Serafina e Bibiana in località Cesa tra Santi, sulle pendici del Monte Patalecchia. A questa prima apparizione ne seguirono altre e, in seguito al riconoscimento di tale fenomeno, papa Paolo VI ha proclamato Maria Santissima Addolorata di Castelpetroso patrona del Molise il 6 dicembre 1973.

Negli anni novanta del XIX secolo, si decise di costruire un santuario presso il luogo delle apparizioni, ma più a valle rispetto a questo, affinché fosse più facilmente raggiungibile dai pellegrini[2]. Il progetto venne affidato a Giuseppe Gualandi, alla cui morte (1944) subentrò il figlio Francesco.

Il 28 settembre 1890 venne posata la prima pietra e si diede inizio alla costruzione del santuario. Essa procedette a rilento a causa di problemi economici e delle due guerre mondiali: nel 1907 fu terminata e aperta al culto la cappella dei Polacchi, ma le mura perimetrali della chiesa furono portate a compimento solo nel 1950[2], grazie alle sovvenzioni di don Nicolino Passarelli, canonico teologo della cattedrale di Venafro, avvocato della Sacra Rota e professore. Nei decenni successivi si completò il santuario che venne consacrato il 21 settembre 1975 dal vescovo di Boiano-Campobasso Alberto Carinci.

Il 19 marzo 1995, giorno di san Giuseppe e terza domenica di quaresima, papa Giovanni Paolo II, in occasione del suo secondo viaggio pastorale in Molise, visitò il luogo delle apparizioni e il santuario, e celebrò la santa messa e l'Angelus[3].

Il 14 novembre 2004, l'arcivescovo metropolita di Campobasso-Boiano Armando Dini ha promulgato il nuovo statuto del santuario, che è stato affidato ad un proprio vicario episcopale. In conseguenza di tale nuovo statuto, i frati francescani dell'Immacolata, che amministravano economicamente e pastoralmente le attività del santuario, ne hanno successivamente abbandonato la direzione dopo 12 anni di attività al suo interno[4], al loro posto sono subentrati i frati minori conventuali.

Nel gennaio 2005 è stato realizzato l'adeguamento liturgico posizionando il nuovo altare al centro dell'aula[5].

Il 21 settembre 2011, in occasione del 121º anniversario della posa della prima pietra, il santuario ha ricevuto la visita del cardinale Angelo Bagnasco[6], presidente della Conferenza Episcopale Italiana.

Il 21 settembre 2013, 123º anniversario della posa della prima pietra, il santuario è stato elevato alla dignità di basilica minore da papa Francesco, il quale l'ha visitata il 5 luglio 2014 incontrando i giovani di Abruzzo e Molise.

Dal febbraio 1993 al 2005 il santuario è stato affidato alle cure pastorali e liturgiche dei francescani e delle francescane dell’Immacolata, fondati da padre Stefano Maria Manelli negli anni settanta. Nel nuovo millennio sono subentrati i frati minori conventuali di Abruzzo e Molise. L'assistenza dei pellegrini e l'orfanotrofio sorto accanto alla chiesa sono stati affidati alle piccole discepole di Gesù di Marino (Roma) fino al 2013.

Dal 28 settembre 2014 i servizi di assistenza dei pellegrini sono stati affidati a un altro istituto religioso femminile, le serve del Signore e della Vergine di Matarà.