L’origen de la capella sembla posterior al 1165; és esmentat ja el 1200. Una llegenda tardana atribueix a un pastor la troballa de la imatge. Des del seu origen fou servit per donades, reemplaçades el 1615 per una família d’ermitans. Fracassaren dos intents de crear-hi un priorat canonical el 1384 i el 1546.
El santuari és format per un conjunt d’edificacions: església, porxo, casa de l’ermità, cavallerisses i altres dependències construïdes en gran part al segle XVI, bé que l’església té una part dels segle XIII i XIV i fou ampliada en 1739-46 amb una capella i un cambril barrocs dedicats a la Mare de Déu de la Pietat, que des de la fi del segle XVI passà a ésser la titular de l’església, arraconant la primitiva imatge, romànica, dita de Santa Maria de les Neus. El 1936 foren destruïts el conjunt de retaules medievals pintats sobre fusta i tela (segle XIV al XVII), de gran valor artístic. Ha estat restaurat a partir del 1940.
El nom de Paretdelgada sembla derivat del d’una vil·la romana que s’aixecà en aquest indret, de la qual foren excavats els fonaments i mosaics en 1935-36.