No dia 9 de dezembro de 1531, na cidade do México, Nossa Senhora apareceu ao nobre índio Cuauhtlatoatzin — que havia sido batizado com o nome de Juan Diego — e pediu-lhe que dissesse ao bispo da cidade para construir uma igreja em sua honra. Juan Diego transmitiu o pedido, e o bispo exigiu alguma prova de que efetivamente a Virgem aparecera. Recebendo de Juan Diego o pedido, Nossa Senhora fez crescer flores numa colina semidesértica em pleno inverno, as quais Juan Diego devia levar ao bispo. Este o fez no dia 12 de dezembro, acondicionando-as no seu manto. Ao abri-lo diante do bispo e de várias outras pessoas, verificaram admirados que a imagem de Nossa Senhora estava estampada no manto.
A fé se espalhava lentamente por essas terras mexicanas, cujos rituais astecas eram muito enraizados. O índio João Diogo havia se convertido e era devoto fervoroso da Virgem Maria. Assim, foi o escolhido para ser o portador de sua mensagem às nações indígenas. Nossa Senhora apareceu a ele várias vezes.
A fama do milagre se espalhou. Enquanto o templo era construído, o manto com a imagem impressa ficou guardado na capela do paço episcopal. Esse tipo de manto, conhecido no México como tilma, é feito de tecido grosseiro, e deveria ter-se desfeito há muito tempo. No século XVIII, pessoas piedosas decidiram fazer uma cópia da imagem, a mais fidedigna possível. Teceram uma tilma idêntica, com as mesmas fibras de maguey da original. Apesar de todo o cuidado, a tilma se desfez em quinze anos. O manto de Guadalupe tem hoje 475 anos, portanto nada deveria restar dele.
Uma vez que o manto (ou tilma) existe, é possível estudá-lo a fim de definir, por exemplo, o método usado para se imprimir nele a imagem. Em 1936, o bispo da cidade do México pediu ao Dr. Richard Kuhn que analisasse três fibras do manto, para descobrir qual o material utilizado na pintura. Para surpresa de todos, o cientista constatou que as tintas não têm origem vegetal, nem mineral, nem animal, nem de algum dos 111 elementos conhecidos. Dr. Kuhn foi prêmio Nobel de Química em 1938, não era católico, mas de origem judia.
No dia 7 de maio de 1979, o professor Phillip Serna Callahan, biofísico da Universidade da Flórida, junto com especialistas da Nasa, analisou a imagem. Desejavam verificar se a imagem é uma fotografia. Resultou que não é fotografia, pois não há impressão no tecido. Eles fizeram mais de 40 fotografias infravermelhas para verificar como é a pintura. E constataram que a imagem não está colada ao manto, mas se encontra 3 décimos de milímetro distante da tilma. Verificaram que, ao aproximar os olhos a menos de 10 cm da tilma, não se vê a imagem ou as cores dela, mas só as fibras do manto. Ao longo dos tempos foram pintadas no manto outras figuras, mas elas se transformam em manchas ou desaparecem.
O local na colina se tornou ponto de peregrinações. Várias construções se sucederam na colina, ampliando templo após templo, pois as romarias e peregrinações só aumentaram com o passar dos anos e dos séculos.
O local se tornou um enorme santuário, que abriga a imagem de Nossa Senhora na famosa colina, e ainda se discute o significado da palavra Guadalupe. Nele, está guardado o manto de são João Diego, em perfeito estado, apesar de passados tantos séculos. Nossa Senhora de Guadalupe é a única a ser representada como mestiça, com o tom de pele semelhante ao das populações indígenas. Por isso o povo a chama, carinhosamente, de “La Morenita”, quando a celebra no dia 12 de dezembro, data da última aparição.
Em 1754, escrevia o papa Bento XIV: “Nela tudo é milagroso: uma imagem que provém de flores colhidas num terreno totalmente estéril, no qual só podem crescer espinheiros; uma imagem estampada numa tela tão rala que, através dela, pode-se enxergar o povo e a nave da Igreja tão facilmente como através de um filó; uma imagem em nada deteriorada, nem no seu supremo encanto, nem no brilho de suas cores, pelas emanações do lago vizinho que, todavia, corroem a prata, o ouro e o bronze…. Deus não agiu assim com nenhuma outra nação”.
Foi declarada padroeira das Américas, em 1945, pelo papa Pio XII. Em 1979, como extremado devoto mariano, o papa João Paulo II visitou o santuário e consagrou, solenemente, toda a América Latina a Nossa Senhora de Guadalupe.
A Igreja também celebra hoje a memória dos santos: Maxêncio, Cury e Vicelino.