Au IVe siècle, un sanctuaire chrétien primitif (église quadrangulaire triconque[1]) est construit sur le sommet occidental du mont Nébo, réputé abriter le mausolée de Moïse mais dont on ne connaît pas l'endroit exact de la sépulture, si elle existe car l'historicité de ce personnage biblique est inaccessible[2]. Une chapelle baptismale est ajoutée en 530. Le sanctuaire est modifié et restructuré en plan basilical à la fin du VIe siècle jusqu'au début du VIIe siècle. Ce sanctuaire suscite des pèlerinages dès le IVe siècle comme le mentionne le Peregrinatio Aetheriae d'Égérie qui évoque le sanctuaire tenu par des moines égyptiens[3].

Les pèlerinages en Terre Sainte à cette époque partent de Jérusalem, passent par l'oasis de Jéricho, Ayun Musa (les chutes de Moïse (en)), le mont Nébo et se terminent par une baignade dans les sources chaudes de Ma'in (ar)[4].

En 1863, l'archéologue Félicien de Saulcy identifie le mont Nébo avec le Jebel Neba (ou Jebel Nebbeh, littéralement la « montagne de Moïse »). En 1864, au cours des expéditions archéologiques sous la direction du duc de Luynes, les explorateurs de l'expédition française photographient les ruines du sanctuaire[5].

En 1933, la Custodie franciscaine de Terre sainte achète aux Bédouins qui l’occupaient le sommet de la colline de Siyagha. Des fouilles sont entreprises sous la direction d’archéologues du Studium Biblicum Franciscanum de Jérusalem. Les recherches se sont étendues à d’autres sites chrétiens proches et ont permis de mettre en évidence l’existence d’une école de mosaïque aux VIe et VIIe siècles dans la région de l’ancien diocèse de Madaba : église des Saints-Lot-et-Procope à Khirbet al-Mukhayyat, mosaïques de la Carte de la Palestine dans l’église Saint-Georges et mosaïque de l’église des Saints-Apôtres à Madaba.

Les autorités jordaniennes, de concert avec les Franciscains participent depuis à la patrimonialisation de ce sanctuaire « international », aménageant ce lieu pour recevoir des milliers de visiteurs, pèlerins et touristes confondus.

Le 9 mars 2000, le pape Jean-Paul II visite le mont Nébo, au cours de son pèlerinage en Terre sainte. Le 9 mai 2009, le pape Benoît XVI visite le site, au cours de son voyage apostolique en Terre sainte.