Il culto di S. Rosalia si diffuse subito in città, la giovane eremita Rosalia e le sue radicate virtù cristiane non potevano non esser note in città mentre era ancora in vita. Già nel 1180, 10 anni dopo la morte di Rosalia,  i Giurati della città fecero erigere una cappella sul Monte a lei dedicata a S. Rosalia, nei pressi dell’odierna grotta-santuario (Cfr. “Il Pitré” La Rosa e il Giglio di G.Di Giorgio p.11)  e ancora esistono …materiali documentarii che attestano il culto di S. Rosalia a Palermo a partire dal 1205… (Cfr. P.Collura, op.cit. pp.57-64).

Prova molto significativa, a tal riguardo, è il documento riguardante la decisione del Senato di Palermo del 1474, durante il corso di una forte pestilenza precedente a quella famosa del ritrovamento delle ossa del 1624, che propone di… restaurare la chiesa, ormai diruta, di S.Rosalia sul Monte Pellegrino… (Cfr. P.Cannizzaro, Religionis Christianae Panormi libri sex, ms. Qq E 36 c.201, Bibl. Com.le Palermo). Si trattava, con tutta probabilità, del restauro della cappella risalente al 1180 di cui sopra.

Troviamo ulteriore conferma di quanto detto nei rilievi di V. Giustolisi (Topografia Storia e Archeologia di Monte Pellegrino, p.24 e ss., C.Doc. e Ric. Sic. Ant. “Paolo Orsi” Pa 1979), che precisa di aver trovato tracce architettoniche di una chiesetta con un antico culto della Madonna e …dell’esistenza nella grotta di un antico culto dell’acqua salutare che si personificava in origine in una ninfa, successivamente interpretata da una divinità ellenica molto simile all’Atena Kronia, da Tanit, da Iside, dalla Madonna e infine (appunto) da S.Rosalia.

Il 15 luglio del 1624, nel luogo indicato in sogno da S. Rosala a tale Girolama La Cattuta, si rinvennero delle ossa umane, che nel febbraio del 1625, avendo superato dubbi e perplessità,  il Cardinale Giannettino Doria, sentita una commissione di esperti che dichiarò essere appartenuti ad una giovane donna, sancì essere della Vergine Palermitana Rosalia.

Subito ebbero inizio i lavori per trasformare la piccola chiesa di origine bizantina ed inglobata la grotta dove furono rinvenute le ossa della Santa nel Santuario che oggi i Palermitani fanno meta di pellegrinaggio soprattutto nella notte tra il il tre ed il 4 settembre quando proprio nel santuario si celebra solennemente la ricorrenza del die natalis della Santa.

Il Santuario è posto a 445 m s.l.m. La seicentesca facciata è addossata alla roccia, nel suo ultimo ordine è ricavata una nicchia in cui è stata posta, nella seconda metà del XVII sec. una statua in marmo di anonimo siciliano. Superato il portale di ingresso si accede ad un vestibolo loggiato che apre allo spazio, a cielo aperto, antistante la sacra grotta. In questo, soprattutto intorno alla statua di S. Rosalia posta subito prima dell'ingresso alla grotta, i palermitani  pongono gli ex voto per grazia ricevuta, tra di esse fa spicco una grossa ancora. Da una sontuosa cancellata si accede alla grotta "carsica" cuore del Santuario. Meta del pellegrinaggio dei palermitani è la statua, scolpita da Gregorio Tedeschi su commessa del Senato, di S. Rosalia distesa estatica con la Croce in mano. La statua, rivestita da una lamina d'argento dorato, è  posta all'interno di una urna marmorea decorata con la tecnica dei marmi mischi, sormontata da un tabernacolo su cui è una statua d'argento a reliquiario in cui è raffigurata S. Rosalia. Tutta la composizione e protetta da un baldacchino in marmo.

La strada asfaltata, realizzata nel 1924, che oggi consente una agevole ascesa al Santuario si conclude, più avanti, nella piazza del belvedere in cui è posta su una piazzola ricava tra le rocce la statua in bronzo di S. Rosalia realizzata da B. De Lisi jr.