I lavori di edificazione del Santuario iniziarono il 28 settembre del 1890 alla presenza di circa 3000 pellegrini grazie al progetto dell'architetto Francesco Gualandi di Bologna.
Erano trascorsi due anni dal 1888 quando la Vergine Addolorata apparve ad una pastorella di nome Bibbiana che era in compagnia della cugina Serafina. Si racconta che in quell'occasione Bibbiana fu travolta da una luce che fuoriusciva dalla fessura della rupe denominata "cesa tra santi". Il 22 dello stesso mese ci fu un'altra pparizione questa volta a Bibbiana apparve la Madonna con il Cristo morto adagiato su di un telo di lino candido.
La chiesa fu consacrata il 21 settembre del 1975. Essa sorge a meta' strada tra Bojano e Isernia sulle pendici del matese, circondata da boschi. La tradizione volle che la chiesa fosse edificata nel luogo dove ci furono le apparizione solo che il vescovo di Bojano, monsignor Francesco Palmieri per attestare la veridicità del fatto decise di recarvisi e anche a lui si ripete' l'evento nello stesso modo in cui fu raccontato dalle pastorelle. Tutti i fedeli parteciparono alla costruzione della chiesa dopo che ne furono venuti a conoscenza tramite la circolazione della rivista mariana "il servo di maria".
La struttura dell'edificio e' spettacolare, ricorda, infatti, le cattedrali gotiche francesi proprio per lo slancio delle linee e la raffinatezza dei suoi particolari. La progettazione prevedeva l'adozione dello stile neo-gotico, e fu realizzato in pietra locale. Tutto e'stato escogitato per meravigliare il visitatore, dalla pianta, alle guglie e rosoni. All'ingresso vi si arriva percorrendo una scalinata ed è possibile ammirare i tre portali strombati di cui il centrale e' piu'possente rispetto a quelli laterali. Sui portali vi sono delle lunette all'interno dei quali vi sono affrescate le scene della vita di Cristo e sovrapposte a loro volta da edicolette di forma triangolare. La facciata e' composta da rosoni e trifore vetrate che nelle ore notturne creano grazie alla luce dell'interno uno spettacolo molto suggestivo. La pianta centrale della chiesa la si rivela dalla presenza del deambulatorio e dalle cappelle radiali; tutto questo sembra quasi permettere alla chiesa di ruotare grazie ad un gioco ottico. La cupola che sovrasta la chiesa dona maestosita' all'intero edificio.
La zona del presbiterio, elevata rispetto al piano della chiesa, si trova di fronte all'ingresso in modo da indirizzare il fedele.
Il Santuario fu visitato anche dal Papa Giovanni Paolo II accolto al suo arrivo da una folla di fedeli e tra questi molte persone affette da diverse malattie. Prima di celebrare la santa messa egli si ritiro' in preghiera davanti alla Vergine Addolorata e dopo celebro' l'angelus in mondovisione.
Oggi il Santuario e' affidato ai frati ed alle suore dei francescani dell'Immacolata. I primi si occupano delle celebrazioni liturgiche ed in particolare hanno attenzione per il sacramento della penitenza; mentre le suore si dedicano alla catechesi dei fedeli, alla rivista "l'eco del santuario dell'addolorata" e gestiscono una radio.
Accanto al Santuario vi fu costruita una casa che accogliere ragazze con problemi familiari.
La chiesa e' dotata di una casa editrice e di una libreria che divulga delle opere. Inoltre vi sono dei negozietti all'interno dei quali i visitatori possono acquistare souvenir e trovare ristoro.