Una prima chiesa venne costruita, quasi certamente, nel 1597 in seguito alla diffusione di una voce secondo la quale in quel luogo doveva trovarsi l’accesso ad una grotta ove si custodiva un’antichissima raffigurazione della Madonna. Man mano che la notizia richiamava un gran numero di persone, si diffondeva anche la voce di miracoli e di grazie che nel frattempo sembravano avvenire. Il clero del tempo, assecondando la devozione popolare, ordinò uno scavo nel punto indicato in cui venne effettivamente scoperto l’accesso ad una grotta che, però non conteneva alcuna immagine sacra. Nonostante ciò l’affluenza del popolo era tale che alla fine si decise di erigere una vera e propria chiesa, essendo divenuto quel luogo venerabile. Il primitivo edificio, una Cappella grotta, era quasi per intero scavato nella roccia, aveva due altari e vi si accedeva per due scale di una decina di gradini ciascuna. L’unica parte costruita in muratura era costituita dalla volta e dal tetto, che assieme ai due ingressi alle scalinate doveva elevarsi di un paio di metri sul piano stradale di allora (corrispondente all’attuale piazzale sottostante a destra dell’odierna chiesa). Poco tempo dopo la sistemazione della chiesa, nell’anno 1600 venne eretto l’edificio che tuttora esiste e che doveva servire come ospizio ai pellegrini ed abitazione per coloro che si prendevano cura del santuario. Poichè l’altare di quella prima chiesa venne ornato da un quadro raffigurante la Madonna con la catena al collo, da allora essa assunse tale titolo.
A causa dei danni provocati dalla forte umidità, quel quadro fu ben presto sostituito da una nuova e più grande icona raffigurante la Madonna con quattro santi, anch’essa andato perduto. Nel 1790 furono scoperte altre grotte che dalla cappella sotterranea si dipanavano ancor più in profondità e che almeno in parte ancor oggi esistono. Nel 1866 la chiesa divenne proprietà del Demanio; nel 1886, ormai in gran parte crollata venne acquistata da un privato cittadino che a sua volta la cedette nel 1890 ad un sacerdote, il quale si impegnò affinchè la chiesa potesse essere riaperta al culto. Così nel 1897 ad opera della signora Angela Sforza, venne eretto un nuovo santuario, costituito da una nuova cappella-grotta e da una chiesa superiore. Quella inferiore, tuttavia inglobò parte dell’antica chiesetta, tuttora visibile. In concomitanza con tale rinnovamento venne istituito anche il culto dei santi Medici Cosma e Damiano per i quali oggi la chiesa è anche nota.
La chiesa superiore è composta da un unico grande vano a croce greca, appena leggibile, cupolato ed absidato. Il presbiterio fino a qualche decennio fa era arricchito da un vecchio altare; sull’abside è conservato un frammento d’affresco raffigurante la Madonna della Catena; nella piccolissima sagrestia si conserva murato un frammento di nicchia proveniente dal polittico della Pietà nella scomparsa chiesa Madre del `500.
Dalla stessa sagrestia si scende per una scala nella Chiesa Inferiore. In questa distinguiamo la residua parte antica da quella nuova, regolare, avente i sostegni angolari dei quattro grandi archi strutturalmente coincidenti con quelli superiori. Di particolare effetto virtuosistico è la grande volta a vela fortemente ribassata. In essa si scende anche da un piazzale esterno. In questa si conservano, oltre al recente altare del Crocefìsso, un altro tardosettecentesco, sulla cui parete è posta una nicchia rinascimentale incorniciata da eleganti lesene ornate a candelabra ed una statua della Madonna con Bambino, in pietra policroma, il tutto proveniente dalla vecchia Chiesa Madre del `500. A destra di questo, al di sopra di una rudimentale mensa di altare si intravvedono tracce di antiche pitture murali raffiguranti forse un san Biagio. Da qui venne asportato il san Donato conservato, oggi, nella Chiesa Madre. Della vecchia Cappella-Grotta, oltre alle due pareti superstiti ed all’immagine, si conservano le acquasantiere sullo scalone ed un piccolo tondo a bassorilievo della Madonna col Bambino murato sulla porta d’ingresso esternamente al suddetto scalone.