Formà part del convent de la Congregació de Mares dels Desemparats per a nenes orfes, fundat primer a Sant Gervasi (1887), traslladat poc després al carrer de Sant Salvador i el 1896 traslladat a l’indret actual. El santuari, obra de Miquel Pasqual, s’inicià el 1896 i fou inaugurat el 1902. És un edifici neoromànic envoltat per un gran convent. El 1903 es fundà la Pia Unió de Sant Josep i una revista per a propagar la devoció al santuari. Tot seguit esdevingué molt popular i els barcelonins escrivien cartes al sant demanant favors, que eren cremades en la processó mensual. El 1921 es feu la coronació canònica de la imatge de sant Josep. L’asil arribà a acollir 150 orfes, nens i nenes.