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La storia del Santuario ebbe principio nel 1645 allorché il parroco di S.G. Battista, don G. B. Maccione, deliberò, con autorizzazione della Curia, di erigere sulla vetta del Gazzo una grande croce di legno ben visibile dalle "ville" sottostanti.
 
12 anni dopo gli venne affiancata una statua della Madonna della Misericordia, in ringraziamento per la liberazione da una terribile pestilenza.
 
Nel corso dei secoli seguenti furono costruiti gli edifici esistenti per l'accoglienza dei pellegrini. L'attuale statua è opera dello scultore Antonio Brilla (1873).
 
Dal 1 maggio 1968, ad iniziativa del Gruppo Speleologico C.A.I. di Bolzaneto è stato aperto un museo speleologico dove è possibile osservare stalattiti, stalagmiti, pisoliti, alabastro che caratterizzano il monte Gazzo. Nello stesso museo si trova la raccolta dei quadri votivi.
 
Nel 1984 dopo due anni di lavoro è stato terminato il rifacimento completo del sagrato ad opera degli scout sestresi di ieri e di oggi, ovvero il M.A.S.C.I. (Movimento Adulti Scout Cattolici Italiani) e dell'A.G.E.S.C.I. (Associazione Guide e Scout Cattolici Italiani)