Nel 1603 a Casticciano, lungo la strada che collegava Bertinoro a Meldola, per volontà di Gaspare Sirri detto “Il Villa”, fu restaurata una celletta e al suo interno venne collocato un dipinto di Mastro Bentivoglio di Bertinoro raffgurante la Madonna. Stando alle cronache del tempo, si diffuse piuttosto velocemente la notizia che pregando questa immagine si ottenessero grazie.

Il 2 luglio 1612, giorno della Festa della Visitazione, Donna Agnese, figlia di Giovanni Maria delle Tombe di Meldola, accompagnata dal fratello, si recò alla celletta allo scopo di chiedere la grazia di poter riacquistare la vista dall’occhio diventato cieco a causa di una malattia. Secondo quanto riportato dai documenti del tempo, a seguito di questa preghiera Donna Agnese riacquistò la vista. Il fatto, esaminato dalla Chiesa, fu riconosciuto come miracolo. Conseguentemente, poco distante dal luogo in cui sorgeva in origine la celletta, si decise di erigere una chiesa in onore dell'immagine miracolosa.

La chiesa, costruita in soli 7 anni, fu inaugurata dal vescovo il 3 agosto 1613 e al suo interno venne posto il dipinto della Madonna delle Grazie, portato con una solenne processione dalla Cattedrale di Bertinoro, dove era stato collocato temporaneamente.

La chiesa fu consacrata a santuario il 4 agosto 1709 dal Vescovo della diocesi di Bertinoro, Mons. Missiroli.

All’esterno del Santuario, sopra la porta d’ingresso, un altorilievo, opera dell’artista Elisa Morelli di Faenza, racconta il Miracolo della guarigione di Donna Agnese (1977).

Nel giardino, che si sviluppa sulla destra del Santuario, è stato realizzato un percorso di 150 metri con 15 celle in cui sono stati collocati i bassorilievi dello scultore faentino Gaetano Dal Monte che riportano i Misteri del Rosario.