Immediatamente dopo la conclusione delle apparizioni dell'Immacolata Concezione a Bernadette Soubirous nel 1858, il parroco di Lourdes, Dominique Peyramale, decise di acquistare l'area della grotta di Massabielle, dove si era verificato il fenomeno, per erigere una chiesa in onore della Vergine Maria; il primo passo che venne compiuto fu però quello di porre una statua di Maria nella nicchia delle apparizioni: questa fu realizzata dallo scultore Joseph-Hugues Fabisch e consacrata, dopo una solenne processione, il 4 agosto 1864; fu a seguito di questo evento che venne sistemato un nuovo roseto ai piedi della statua, in quanto quello precedente era stato distrutto dai fedeli, che recandosi in pellegrinaggio, ne raccoglievano dei rami come reliquia[1]. Una primitiva chiesa, identificata poi come Cripta, fu inaugurata nel 1866: nello stesso anno vennero avviati i lavori per la costruzione della basilica dell'Immacolata Concezione, che sorgeva proprio sulla grotta e sovrastava la Cripta.

 Immagine storica del santuario

Nel 1867 la direzione dei lavori di costruzione passò dalla parrocchia alla diocesi di Tarbes e Lourdes e la gestione del sito venne affidata ai missionari dell'Immacolata Concezione; la basilica venne inaugurata nel 1871. Questa ben presto però si rivelò insufficiente ad accogliere il gran numero di pellegrini e si rese necessaria la costruzione di una seconda basilica, conosciuta come basilica di Nostra Signora del Rosario: venne eretta sotto la basilica dell'Immacolata Concezione e fu consacrata nel 1901[1].

Nel 1910 l'area del santuario fu confiscata alla chiesa e restituita alla città di Lourdes che a sua volta la diede in affitto nuovamente alla diocesi fino allo scoppio della prima guerra mondiale: nel 1941, il complesso, ritornò definitivamente di proprietà della diocesi dopo che diversi funzionari ecclesiastici presentarono una petizione al generale Philippe Pétain[1]. Durante questi anni inoltre vennero costruiti diversi luoghi per l'accoglienza degli ammalati all'interno del santuario come l'Accueil Notre-Dame e l'Accueil Saint Bernadette, mentre in vista del centenario delle apparizioni, nel 1957, fu aperta la basilica di San Pio X, completamente sotterranea e in grado di ospitare oltre ventimila persone.

Tra il 15 e il 16 agosto 1983 Giovanni Paolo II si recò al santuario di Lourdes: fu il primo pontefice a giungere sul luogo delle apparizioni. Nel 1997 fu inaugurata un nuovo Accueil Notre-Dame, che sorgeva sullo stesso luogo dove si trovata quello di Saint Bernadette e andò a sostituire i due precedenti; l'anno successivo aprì di fronte alla grotta, sulla sponda del fiume Gave de Pau, una chiesa dedicata a Santa Bernadette. Il 14 e 15 agosto 2004 Giovanni Paolo II si recò nuovamente in pellegrinaggio a Lourdes; anche il suo successore, papa Benedetto XVI, visitò il santuario tra il 13 e 15 settembre 2008: alla santa messa tenutasi sulla prateria di fronte alla grotta parteciparono circa centosettantamila fedeli[2]. Nell'ottobre 2012 e nel giugno 2013 la zona fu interessata da due violente alluvioni le quali provocarono notevoli danni soprattutto ai ponti sul Gave, alle piscine e alla basilica sotterranea[3].