Tradicionalmente se sitúa el origen del santuario en una ermita fundada hacia el año 800 por un miembro dela familia Cartellá. Pero de hecho, documentalmente sólo sabemos que en 1198 el lugar de Santa Maria del Collel era un priorato benedictino que dependía de Sant Pere de Besalú (Garrotxa), disfrutando de la protección de los Cartellá, que dotaron con propiedades este lugar.
En 1406 los monjes benedictinos marcharon, dejando el culto a manos de sacerdotes regulares. En la segunda mitad de ese siglo el lugar quedó abandonado a causa de los terremotos y cayó en decadencia. A raíz de la aparición de la Virgen a un campesino (1483), comenzó una nueva época de esplendor, volviendo a abrir la iglesia, de la que se encargó una comunidad de sacerdotes, presidida por un prior comendatario, desde el 1485 hasta finales del siglo XVIII.
Además del fervor popular, el lugar gozó de protección real y pontificia lo que propició que fuera ampliado. El santuario inició su decadencia en 1836 de la que se recuperó con la intalación de un seminario. Entre 1912 y 1949 se levantó un nuevo santuario, consagrado en 1952. Durante la guerra civil (1936-36) el lugar se convirtió en prisión.
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