Po legendi se je v noči med 14. in 15. avgustom 1512 pri vratih stare porušene cerkvice prikazala Marija čuvajema vinogradov Giovanniju Grandiju in Pietru di Zagabria. Po tem dogodku so cerkev preimenovali v »Sveta Marija od prikazanja« (Santa Maria della Visione). Kmalu je postala najpomembnejša istrska božja pot. Dogodek prikazanja je slikar Francesco Valerio okoli leta 1520 naslikal na les in ta podoba še danes krasi glavni oltar.
V naslednjih desetletjih so cerkev povečali. Današnja enoladijska cerkev z ravnim stropom in s sosvodnicami nad okni ima na stropu poslikavo, na stenah ladje pa je piranski župnik Tomaž Gregorin, odličen slikar, ustvaril cikel desetih velikih oljnih slik s prizori iz Marijinega življenja, od rojstva do vnebovzetja, ki so nastali med 1656-1671. Jeseni leta 1907 so skrb za svetišče prevzeli frančiškani tridentinske province iz Trenta, ki so dali pred slovesnostjo 400-letnice prikazovanja obnoviti nekatere slike v cerkvi, ter poslikati strop z obodom v ladji. Za samo obletnico leta 1912 pa je tržaško-koprski škof dr. Andrej Karlin ob asistenci ljubljanskega škofa Jegliča in frančiškanskega misijonarskega brata Marconija, z dovoljenjem tedanjega papeža Pija X. slovesno kronal Marijino podobo. Zadnji italijanski frančiškan je umrl v Strunjanu leta 1955, po njegovi smrti pa so upravo svetišča prevzeli slovenski frančiškani province sv. Križa, ki ima sedež v Ljubljani. Marca 1961 je Strunjan postal samostojna župnija, romarska cerkev pa je od tedaj tudi župnijska.
