Położona na Zachodnim Podolu mała wieś Zarwanica, stała się ośrodkiem kultu maryjnego już w XIII w. Według przekazów, w 1240 r. trafił tu mnich uciekający ze zrujnowanego i spalonego przez Mongołów Kijowa. Ujrzał we śnie Matkę Bożą, a gdy się obudził, zobaczył ikonę Panny Maryi z małym Jezusem. Mnich zbudował dla ikony kapliczkę. Przy niej wytrysnęło źródełko, którego woda miała wartości lecznicze i szybko uznano je za cudowne.
Według współczesnych badań obraz z Zarwanicy jest istotnie jednym z najstarszych na dzisiejszej Ukrainie przedstawień Matki Bożej. Jego powstanie datuje się na XIII-XIV w. W 1754 r. z fundacji hrabiego A. Mączyńskiego zbudowano w Zarwanicy murowaną cerkiew Świętej Trójcy, istniejącą do dziś. W 1867 r. papież Pius IX wyraził zgodę na koronację ikony i podniesienie świątyni, w której była czczona, do rangi sanktuarium. Podczas I wojny światowej uległo ono zniszczeniu. W 1922 r. odbudowano je dzięki pomocy greckokatolickiego metropolity lwowskiego, Andrzeja Szeptyckiego. Całkowicie zniszczone za czasów sowieckich, sanktuarium zostało odbudowane po przez Ukrainę odzyskaniu niepodległości.