1135 – Non vi sono note certe sull’origine dell’edificio ma è documentata l’esistenza di una località situata tra Civenna e Magreglio e denominata “Ghisallo” in un atto notarile datato 1135, nel quale però non viene citata nessuna chiesa. Una leggenda la cui origine sembra essere medievale, narra del conte Ghisallo che fu assalito da un gruppo di briganti mentre valicava il passo. Si rifugiò in una piccola cappella situata lungo la strada e fece un voto alla Madonna: se fosse sopravvissuto le avrebbe dedicato un santuario.
La struttura subì varie modifiche fino al 1623, quando fu ristrutturato l’edificio esistente per la trasformazione in Santuario.
XVII – Alla fine del XVII secolo venne costruito il portico antistante l’ingresso alla chiesa.
1948 – Viene collocata nell’ottobre del 1948 all’interno della chiesa una fiaccola votiva in bronzo opera dello scultore Carmelo Cappello, tenuta sempre accesa a memoria della pietà dei ciclisti e a ricordo dei caduti.
Il 13 ottobre 1949, con un breve pontificio, papa Pio XII nominò la Madonna del Ghisallo patrona dei ciclisti.
1950 – Nel 1950 vengono eseguiti alcuni interventi di restauro e viene staccato l’affresco con la raffigurazione della Madonna del Latte, poi riportato su tela e ricollocato in corrispondenza dell’altare.
1973 – Sul sagrato della chiesa nel 1973 è stato collocato il Monumento al ciclista, opera in bronzo di Elio Ponti, oltre al alcuni busti bronzei in ricordo dei ciclisti più famosi e dei rettori del santuario.

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