Il Santuario è sorto in “Regione delle Chiese”, tra il 1738 e il 1746 su progetto attribuito all’architetto alladiese Costanzo Michela.
L’attuale edificio è stato costruito su una chiesa preesistente, di minori dimensioni, sorta a sua volta sul luogo, della chiesa di Santa Maria, descritta già in rovina, da Monsignor Ottavio Asinari, nella sua visita pastorale del 3 e 4 maggio 1652.
La tradizione vuole che da queste chiese provenga l’immagine della Madonna che oggi è posta entro una cornice, tra angeli in stucco, sulla muratura absidale retrostante l’altar maggiore.
La chiesa è stata costruita come frutto della religiosità popolare, a seguito di una serie ricorrente di epidemie di peste bovina che vedevano la popolazione di Agliè stremata e impoverita.
L’edificio a croce greca attorno al quale si sviluppano tutta una serie di elementi aggiunti è essenzialmente costituito da un vano centrale su quale si innalzano il tamburo e il tiburio esterno alla cupola.
Due snelli campanili ai lati del tiburio, fanno da sfondo al pronao di ingresso e fiancheggiano il timpano mistilineo dal quale emerge una protome bovina sormontante l’iscrizione alla Beata Vergine Maria, alla quale la chiesa è dedicata, proprio a simboleggiare l’auspicata protezione dal morbo epidemico che attaccava il bestiame.
La lanterna che sormonta la cupola, simile nella forma a quella realizzata, dallo stesso Michela, per il San Giacomo di Rivarolo, assume valore di terzo campanile, posto in posizione centrale, da cui deriva la dizione, ampiamente diffusa, di: Chiesa dei Tre Ciochè.