Il Santuario è stato eretto con le offerte spontanee dei fedeli di ogni parte del mondo, a partire dal 1876, con la raccolta "un soldo al mese". L'edificio, a croce latina, inizialmente aveva una sola navata, con abside, cupola, quattro cappelle laterali e due cappelle nella crociera. Ai due lati vi erano altre due cappelle con ingressi distinti, ma comunicanti con la navata centrale. Nel 1902 la famiglia Ciccodicola di Arpino donò al Santuario di Pompei due preziose reliquie: una spina intrisa del sangue del Cristo e di un pezzo del legno della Croce. I locali adiacenti al Santuario ospitano i numerosi ex voto dei fedeli. Nel 1925 fu ultimata la costruzione del campanile, alto ben 88 metri.