Barokowy kościół – wraz z przylegającym klasztorem – został wybudowany w latach 1690 –1699 według projektu Jana Michała Linka. Fundatorką kościoła była Maria Kazimiera, żona Jana Sobiepana Zamojskiego, późniejsza żona Jana III Sobieskiego. Kościół z jej własnego nakładu został wybudowany jako wotum za odzyskane zdrowie.
Konsekracja kościoła odbyła się w 1699 r., dokonał jej biskup obrządku ormiańskiego ze Lwowa Deodat Narsesowicz.
Nad głównym wejściem do kościoła została umieszczona tablica fundacyjna w języku łacińskim, której tekst w tłumaczeniu brzmi: „ Panu Największemu kosztem i nakładem Najjaśniejszej Marii Kazimiery, Królowej Polski, towarzyszki życia świętej pamięci Jana III, Króla Polski, jako wypełnienie ślubu za odzyskane w tym miejscu, a już bezpowrotnie utracone zdrowie, ten święty przybytek został wzniesiony ku czci Najświętszej Dziewicy Maryi i poświęcony w 1699”.
Ołtarz główny został wykonany w latach 1774 –1776 przez Jana Mauchera. W centrum ołtarza na tle kopii Matki Bożej Krasnobrodzkiej, w prawym górnym rogu został umieszczony słynący łaskami obrazek. Ma on wymiary 9×14 cm. Przedstawia Maryję w ogrodzie różanym. Ma ona ręce skrzyżowane na piersi w geście modlitwy, a oczy zwrócone na Dzieciątko Jezus leżące na pieluszkach u Jej stóp. Boże Dziecię unosi dłoń w geście błogosławieństwa. Między tymi postaciami jest symbol Ducha Świętego i modlitwy.
4 lipca 1965 r. odbyła się uroczystość koronacji obrazu Matki Bożej. Zgodnie z dekretem stolicy apostolskiej ks. bp Piotr Kałwa (ówczesny ordynariusz Diecezji Lubelskiej) poświęcił i założył korony.
Od 1975 r. w krasnobrodzkim kościele odbywają się – Międzynarodowe Koncerty Organowe, a od 2007 r. Ogólnopolski Festiwal Muzyki Organowej i Kameralnej „Per Artem ad Astra”. Obecnie krasnobrodzkie Sanktuarium jest głównym Sanktuarium Diecezji Zamojsko – Lubaczowskiej.