Die Kapelle der Erscheinungen ist das Herzstück des Heiligtums von Fátima. Sie wurde 1919 erbaut, zwei Jahre, nachdem die Gottesmutter von Fátima gebeten hatte: "Ich möchte, dass ihr hier eine Kapelle zu meinen Ehren baut". Die erste Messe fand am 13. Oktober 1921 statt.
Der Sockel, auf dem die Statue der Muttergottes steht, markiert genau die Stelle, an der einst die einen Meter hohe kleine Steineiche stand (die heute nicht mehr existiert, da sie die ersten Pilger Ast für Ast mitnahmen), auf der die Muttergottes den Hirtenkindern am 13. Mai, Juni, Juli, September und Oktober 1917 erschien.
Die Geschichte der Kapelle der Erscheinungen ist eng mit der Hingabe einer lokalen Persönlichkeit, Maria Carreira, verbunden, die ihr Leben dem Schutz der Kapelle der Erscheinungen widmete. Im Jahr 1922, als die Kapelle gesprengt wurde, hatte Maria Carreira das Bildnis der Muttergottes von Fátima mit nach Hause genommen. Das pflegte sie jeden Abend zu tun, um seine Sicherheit zu gewährleisten. Sie war die erste Gläubige, die Spenden für das zukünftige Heiligtum von Fátima sammelte. Die Kapelle der Erscheinungen wurde zu ihrem Lebensprojekt. Deshalb verdient sie es, dass man sich ihrer in der faszinierenden Geschichte von Fátima erinnert.
Im Jahr 1988, das Unserer Lieben Frau von Fátima gewidmet wurde, wurde die Kapelle mit Kiefernholz aus dem Norden von Sibirien ausgekleidet. Es wurde aufgrund seiner Haltbarkeit und Leichtigkeit ausgewählt .
Die ursprüngliche Kapelle wurde zwar im Laufe der Jahre leicht renoviert, doch die Spuren einer volkstümlichen Einsiedelei sind bis heute erhalten geblieben.
Die ursprüngliche Statue wurde 1920 von Gilberto Fernandes dos Santos, dem ersten Großunternehmer der Region, nach den Anweisungen der Schäferin Lúcia gestiftet. Diese Skulptur aus brasilianischem Zedernholz trägt die Signatur von José Ferreira Thedim. Sie ist 1 Meter und 37 Zentimeter hoch und wiegt 19 Kilogramm.
Am 13. Mai 1920 wurde das Bildnis der Muttergottes von Fátima in der Pfarrkirche von Fátima von Pfarrer António de Oliveira Reis, dem Erzpriester von Torres Novas, gesegnet. Am 13. Juni desselben Jahres wurde die Statue in der Kapelle angebracht. Am 13. Mai 1946 wurde sie durch den päpstlichen Legaten Kardinal Bento Aloisi Masella feierlich gekrönt.
Die goldene Krone wurde am 13. Oktober 1942 von einer Gruppe portugiesischer Frauen zum Dank dafür gestiftet, dass Portugal nicht in den Zweiten Weltkrieg eingetreten war. Sie wiegt 1200 Gramm und enthält 313 Perlen und 2679 Edelsteine. In die Krone ist die Kugel integriert, mit der am 13. Mai 1981 in Rom ein Attentat auf Johannes Paul II. verübt wurde – als Zeichen des Dankes an die Jungfrau Maria für die Rettung seines Lebens.
Am 5. August 2023 widmete Papst Franziskus während des Weltjugendtages nach langem Schweigen zu Füßen Unserer Lieben Frau von Fátima der Muttergottes ein Gebet: "Wir weihen Dir die Kirche und die Welt, besonders die Länder, die sich im Krieg befinden". Ein langes Schweigen, das die Stimme von Millionen Menschen symbolisiert, die durch den Wunsch vereint sind, alle Kriege zu beenden.