Diz a lenda que no ano de 636 apareceu no porto de Bolonha uma embarcação sem tripulantes e trazendo uma imagem de Nossa Senhora com o Menino Jesus nos braços, e que ao mesmo tempo a Virgem Santíssima apareceu na igreja da cidade alta e revelou que aos que lá se achavam que havia escolhido aquele lugar para a veneração daquela sua imagem, e acrescenta a lenda a suposição de que, para livrarem aquela milagrosa imagem da profanação dos sarracenos, confiaram-na ao mar, que a transportou para a costa da França, e acreditam, com fundamento histórico, que a imagem veio de Jerusalém ou de Antioquia.
A imagem foi recolhida e levada triunfalmente para a igreja, começando logo a ser muito venerada e amada, e o foi sem interrupção por mais de 1.200 anos, mas os marítimos foram os que mais se salientaram na devoção a Nossa Senhora de Bolonha (assim a intitulou o povo, por ter a imagem aportado em Bolonha), que nunca deixou de livrá-los das tempestades, até milagrosamente, quando por eles invocada.
Mas a imagem milagrosa, por desígnios de Deus, que não podemos compreender, teve também os seus maus dias.
No ano de 1544, no reinado de Henrique VIII, soldados ingleses saquearam a igreja e levaram a imagem para a Inglaterra, como um troféu, e só voltou para o seu trono da França, quando a peste expulsou os conquistadores.
Em 1767, protestantes franceses, não tendo podido destruir a imagem, enterraram-na nas proximidades do castelo de Houvault, tendo sido mais tarde desenterrada e jogada num poço; mas, quando o dono do castelo se converteu, restituiu a imagem à sua igreja. O mencionado poço ainda existe.
Refere a lenda que a gente ouve, nesse poço, de vez em quando, uma gota d'água cair, qual uma lágrima que, para manter a fé do povo, chora ainda hoje o sacrilégio.
Finalmente, no ano de 1793, conseguiram os revolucionários destruir a imagem; só uma das mãos conseguiram salvar, e essa mão é ainda hoje venerada pelos peregrinos.
No ano de 1814 um sacerdote parisiense tomou a resolução de reconstruir o Santuário e colocar nele uma cópia da imagem milagrosa. Os seus esforços foram coroados de êxito, e em 1866 foi consagrada a nova Catedral.
A capela da Santíssima Virgem, na cripta, ficou logo novamente cheia de ex-votos, principalmente corações de ouro e de prata, e placas de mármore com inscrições.
Nossa Senhora, em uma barquinha, é novamente venerada, como na antiguidade.
Todos os anos, no dia 15 de agosto, é realizada uma grande procissão, que sai da igreja e continua o trajeto por mar. As ruas são enfeitadas com as redes dos pescadores e o cordame dos navios, recordando assim o especial Patronato de Nossa Senhora de Bolonha.