La antigua iglesia del Sacro Monte, construida a finales del siglo XV y dedicada a Nuestra Señora de la Asunción, estaba situada donde ahora se encuentra el Albergo Casa del Pellegrino.
En 1614, al quedarse pequeña, se comenzó a construir la nueva basílica con las donaciones de Agostino Beccarla, un noble de Pavía, y las ofrendas de los peregrinos. En 1642 se completó el coro y se trasladó allí, en una solemne ceremonia, la estatua de madera de la Virgen dormida, una de las más antiguas del Sacro Monte, atribuida a Gaudenzio Ferrari, que se dice que realizó el primer milagro en 1498 y que ahora se conserva en la sala oscura de la basílica. En la segunda mitad del siglo XVII se construyó la nave y a finales del siglo XIX (1896) se completó el edificio con la fachada actual, de estilo ecléctico, gracias a una donación de Costantino y Giulia Durio, diseñada por el arquitecto Cerutti de Valpiana.
El interior es de estilo barroco; la nave fue decorada por Francesco Leva y Carlo Penna de Camasco (1714), el presbiterio y el coro por Andrea Cucchi de Milán y el pintor valsesiano Giovanni Antonio Orgiazzi el Viejo (1748-1750). Las seis capillas laterales se completaron y acondicionaron interiormente entre el siglo XVIII y principios del XIX y reflejan el gusto artístico de la época, desde el rococó hasta el neoclasicismo.
En el coro cuelga el espectacular grupo barroco de terracota de la Asunción en la Gloria coronada por la Trinidad y rodeada de ángeles y santos, obra de Dionigi Bussola (1665-1680), escultor lombardo procedente de la obra de la catedral de Milán, que también trabajó en la Cartuja de Pavía y en los Sacri Monti de Orta, Domodossola y Varese. La cúpula fue pintada por los hermanos Danedi, conocidos como los Montalti.
La basílica, con sus dos imágenes de la Virgen, una típica de la iglesia oriental con la Virgen muerta colocada en el "scurolo" y la otra típica de la tradición occidental, con la Virgen Asunta en el coro, concluye el itinerario religioso del Sacro Monte.