La historia se remonta al siglo XVI cuando los frailes dominicos realizaban expediciones de evangelización en la región del centro del país. Un caballero proveniente de España, Antón de Santana, en 1560 obtiene la encomienda de la región para levantar una casa dotada con diferentes dependencias, apropiada para la administración de los colonos, los indígenas y esclavos; además debía construir una capilla para oficios religiosos en Suta. Posteriormente de España llega un fraile colaborador en las misiones, fray Andrés Jadraque que ve la necesidad de dotar la capilla con un lienzo o cuadro de la Virgen del Rosario, advocación promulgada por la Orden Dominicana a la que pertenecía el religioso. De esa manera acuden a un pintor también español Alonso de Narváez, quien vivía en la ciudad de Tunja, en Boyacá, cercana a la región, para pedirle que pintara a la Virgen del Rosario. Todos acuerdan poner al lado de la Virgen a sus santos de devoción, san Antonio de Padua y san Andrés por ser el primer patrono del encomendero que solicitaba la imagen y el segundo, del fraile que la había mandado a hacer.
Para el año de 1562 la pintura hecha de algodón indígena que medía 125 cm de ancho por 111 de alto ya estaba en la capilla y allí permaneció por más de una década hasta aproximadamente el año 1574. Para entonces la capilla, que tenía techo de paja, se deteriora a consecuencia de la humedad, al punto que la imagen quedó prácticamente borrada. La imagen estaba en tan mal estado que fue llevada dentro de la misma región a la población de Chiquinquirá, donde fue abandonada en una habitación que muy raras veces fue usada como capilla u oratorio. Se dice que incluso el lienzo sirvió para secar granos al sol.
La crónica histórica (elaborada al año siguiente de los acontecimientos) señalan que en el año 1586 María Ramos, una mujer del lugar, sabiendo que el lienzo había guardado la imagen de la Virgen María, decide reparar el viejo oratorio y el lienzo maltratado, otorgándole el mejor lugar de la capilla. Diariamente oraba y pedía a la Virgen del Rosario que se manifestara, hasta que el 26 de diciembre de 1586 cuando María salía del oratorio, una mujer indígena llamada Isabel junto a su pequeño hijo, al pasar por el lugar, le gritaron a María: «mire, mire Señora…». Al dirigir su mirada a la pintura, ésta brillaba con resplandores y la imagen, que estaba irreconocible, se había restaurado con sus colores y brillo originales; los agujeros y rasguños de la tela desaparecieron. Desde entonces empezó la devoción a la advocación conocida como «Nuestra Señora del Rosario de Chiquinquirá».
El santuario fue confiado a la orden de los Dominicos, quienes construyeron un convento a su lado, guardando la imagen hasta tiempos presentes.
Tras un fuerte terremoto, ocurrido en 1785, los frailes deciden construir una nueva basílica en otro lugar de la población y trasladar allí la imagen de la Virgen. Esto generó protestas por parte de los vecinos de Chiquinquirá. Pese a todo, la nueva iglesia se edificó y la imagen fue traslada en torno a 1823.