Le origini del Santuario di Altino risalgono ad un fatto prodigioso avvenuto in una torrida giornata del 23 luglio 1496. Un abitante di Vall'Alta, di nome Quinto Foglia, si trovava in compagnia dei suoi due figli sulle pendici del Monte Altino (da cui il Santuario prende il nome) intento a lavorare nei boschi. La giornata era afosa, la terra riarsa per la prolungata siccità di quell'anno; frustrato per le fatiche e il caldo torrido, Quinto Foglia e i suoi due figlioletti furono presi da grandissima sete.

Non sapendo che fare, con i figli che rischiavano di morire su quei boschi, Quinto Foglia si rivolse con grandissima fiducia alla Mamma del cielo perché potesse soccorrerlo in quella gravissima difficoltà. La preghiera venne esaudita, la Madonna apparve e disse a Quinto Foglia di battere con il falcetto la roccia che gli stava davanti. Miracolosamente sgorgò uno zampillo di acqua sorgiva.

Il fatto prodigioso richiamò dapprima i fedeli dei dintorni e poi via via si diffuse in tutti i paesi vicini sino ai confini della diocesi bergamasca.

All'indomani del miracolo gli abitanti di Vall'Alta iniziarono la costruzione di una piccola cappella che, via via negli anni e di conseguenza dell'afflusso dei devoti, venne ampliata e modificata. Ottant'anni dopo la cappelletta era già stata inglobata sostanzialmente in una nuova costruzione; e tale rimase fino a tutto il 1800. Nel corso dei secoli, Il Santuario di Altino venne visitato dai vescovi di Bergamo e fu oggetto anche della visita dei delegati del cardinale Carlo Borromeo. La scena è riprodotta dal gruppo statuario dell'apparizione, che è oggetto di venerazione da parte dei fedeli.

La statua della Madonna è stata incoronata il 23 Luglio del 1919 dal vescovo Luigi Merelli.

Il Santuario venne consacrato dal vescovo Adriano Bernareggi il 27 aprile del 1935.