Во время археологических исследования на горе обнаружены следы стоянки древнего человека. В эпоху неолита, примерно в пятом тысячелетии до нашей эры здесь находилось небольшое поселение (так же, как и на соседней горе). Найдены керамические черепки, фрагменты браслетов и остатки очагов. Однако полноценное изучение древней стоянки затруднено многовековыми строительными работами и наличием самой Базилики.

Ряд находок позволяет утверждать, что холм был обитаем и во времена Римской империи. Ряд исследователей считает, что здесь находилась римская крепость (каструм), каменная сторожевая башня или храм в честь богов латинского пантеона. Однако исследование каменной кладки и фундаментов не выявило построек, существовавших ранее XI века.

Судя по всему, ещё в раннем средневековье обитавшие здесь племена кельтов использовали гору для религиозных церемоний.

Первое упоминание о христианской церкви на горе Валерии имеется в документе, датированном 1049 годом[1]. Позднее храм многократно перестраивался. Одновременно он представлял из себя полноценную крепость. Из-за особенностей конструкции и важного значения для целого региона церковь принято называть базиликой.

Самые старые из дошедших до нашего времени частей каменной базилики построены между 1100 и 1130 годами. К этому времени в Сьоне уже существовала католическая церковь — Нотр-Дам-де-Сьон (возведена в VIII веке). Базилика на горе — это трёхнефное здание, построенное в романском стиле. Башня над северным приделом и многоугольные оконные перекрытия над полукруглой апсидой были добавлены позже. В XIII веке нефу и проходам была придана в основания форма креста по образцу Лозаннского собора. С возведение внешних каменных зубчатых стен и других сооружений базилика приобрела вид крепости.

Храм быстро превратился в центр паломничества. В начале XV века в базилике появилась изготовленная из мрамора статуя Мадонны с младенцем Иисусом. Сегодня статуя размещена высоко над главным алтарём. Стены хора украшают изображения апостолов, пророков и почитаемых местных святых.

До XVIII веке здесь проходили собрания местного капитула. При этом глава местной епархии, князь-епископ, который был и духовным, и светским правителем региона, имел собственную резиденцию в замке Турбийон на соседней горе. Всё изменилось во время Французских революционных войн. В 1798 году в регион вторглась французская армия. После этого почти все службы стали проводиться в Нотр-Дам-де-Сьоне, а Базилика де Валери утратила прежнее значение. Здесь всё реже проводились религиозные обряды и церемонии, а поток паломников резко сократился.

Базилика де Валери никогда не была полностью заброшена (в отличие от замка Турбийон), но долгое время здесь не было серьёзного ремонта. К середине XX века многие части комплекса сильно обветшали.

Полноценная реставрация началась в 1987 году и затронула всю территорию, занимаемую Базиликой де Валери. Средства выделялись из бюджета кантона Вале. Работы продолжались с небольшими перерывами много лет. Наконец в 2016 году было объявлено о завершении реставрации. Были восстановлены панели работы фрайбургского художника Петера Маггенберга (созданные около 1435 года): левая изображает мистический брак Святой Екатерины, покровительницы города Сьон и кантона Вале, и правая — явление Христа Марии Магдалине, который принимает его за садовника. Реставрацией этих шедевров занимались сотрудники Базельского художественного музея. Очень тщательно были восстановлены все старинные витражи.

В 1987 году папа Иоанн Павел II присвоил церкви Валерии почётный титул Малая базилика.