I lavori per la sua costruzione iniziarono nel 1943 per opera dell’arch. Leopoldo Rota di Roma, e terminarono nel 1956 anno della sua inaugurazione. Costruito con le pietre prelevate dalle montagne circostanti, l’edificio ha una facciata lineare e squadrata con rosone centrale e campanile retrostante.
Oggetto del culto è la statua lignea del Cuore Immacolato di Maria opera di Luigi Santifaller di Ortisei che, benedetta a Loreto, fu portata al santuario di Serra S. Quirico il 19 agosto 1956.
Il santuario fu consacrato da mons. Giuseppe d’Avack il 18 agosto 1957.