ll primo documento storico che indica la presenza di una chiesetta nel vallone, detto dell’Orgials, è un atto di intesa sui confini di Vinadio e Isola, redatto il 23 settembre 1307, che nomina “l’ospizio di S. Maria di Brasca”. Si trattava di una piccola cappella affiancata da alcuni modesti locali per l’ospitalità dei viandanti e pellegrini. In un atto del 21 febbraio 1447 risulta che l’ospizio era amministrato dal parroco di Vinadio. Dalle testimonianze più antiche sulla vita dell’ospizio di S. Maria emerge la presenza di eremiti che si dedicavano al servizio dei viandanti.

In un documento del 1443 viene infine attestato per la prima volta il nuovo titolo della chiesa detta d’ora in poi di “Sant'Anna”. Ancora oggi è possibile raggiungere la cosiddetta "Roccia dell’Apparizione", a poche centinaia di metri di distanza dal Santuario, ove sono poste le statue di S. Anna con Maria bambina e della pastorella inginocchiata in preghiera rivolta verso di loro.

Con il passare del tempo, verso il ‘500, la chiesa andava acquistando maggiormente la funzione propria di santuario, come luogo di preghiera, devozione e meta di pellegrinaggi. Databile a quest'epoca il rifacimento dell’altare e l’acquisto di un dipinto su tavola di legno raffigurante Sant'Anna, purtroppo smarrito con la Rivoluzione Francese.

La nuova chiesa venne edificata nel 1680, leggermente più a valle dell'antica cappella, a tre navate, con pavimento ligneo in salita sul pendio della roccia sottostante. La navata centrale si prolunga nel presbiterio chiuso da grandi cancellate, recanti in alto lo stemma di Vinadio. Sul fronte del presbiterio spiccano ai lati la statua ottocentesca di S. Anna con Maria e il braccio-reliquiario seicentesco della Santa.

Agli inizi del 1800, iniziarono i lavori di costruzione dei portici di fronte alla chiesa, che vennero terminati nel 1822, con la realizzazione dell’anello al coperto per le processioni e le novene. Verso la metà del 1800, si iniziò la costruzione di un edificio parallelo alla chiesa, ad essa collegato con un porticato, per ospitare i pellegrini ed il personale a servizio. La volta venne costruita solo nel 1870, al posto del tavolato originario distrutto da un incendio. Negli anni seguenti, su progetto dell’ing. Alessandro Arnaud, del 1881, l’edificio ha assunto l’impostazione attuale con il rifacimento della facciata e del campanile.

L’attuale altare maggiore in marmo è del 1960, mentre dieci anni dopo si allestì la nuova mensa in rame sbalzato, posta verso il popolo. I due altari laterali sono dedicati a S.Gioachino e alla Madonna della Neve. Le pareti sono adornate da numerosissimi ex-voto che testimoniano la gratitudine di generazioni di pellegrini.