Il Santuario Mariano, dal titolo originale della Beata Vergine Maria del Monte Carmelo, fu fatto costruire dall'Arcivescovo di Lucca, il Cardinale Francesco Buonvisi, a seguito di strepitosi miracoli conservati negli atti di un processo ecclesiastico del 1663.
Inaugurato il 24 Luglio 1665, conserva al suo interno un affresco della Madonnina del Carmine, fatto risalire alla fine del '500 e incoronato a Firenze nel Giugno del 1951 dal Cardinale Elia Dalla Costa "nomine Summi Pontificis".  
Il 24 Agosto del 1940 i Padri Carmelitani Scalzi prendono in consegna da Mons. Antonio Torrini, Arcivescovo di Lucca, il Santuario per alimentare e garantire il culto della Madonna del Carmine e costruire presso il Santuario l'annesso Convento. Sin da subito presero contati con l'Architetto Primo Saccardi perché stendesse un progetto per la costruzione di un Convento e di un Collegio per gli aspiranti, da innalzare nel terreno adiacente alla chiesa. 
Dopo pochi mesi il progetto, con il relativo preventivo, fu presentato ai Superiori della Provincia e successivamente alle competenti Autorità civili che in breve rilasciarono il loro consenso.
Il Ven. Cardinale Raffaello Carlo Rossi O.C.D., che tanto aveva incoraggiato la fondazione, nonostante i momenti particolarmente difficili della guerra in pieno svolgimento, la domenica del 13 luglio 1941 benedì la prima pietra del Convento-Seminario minore del Carmelo riformato. Per l’occasione era stato invitato anche il  Canonico Fanucchi e altre generose persone. Fu un atto di grande coraggio compiuto con totale spirito di abbandono nelle mani della Provvidenza. 
L'antico e il nuovo Santuario sono arricchiti da affreschi, sculture e vetrate di autori del '900 (Baragatti, Berti, Carmignani, Chiti, Nerici, Signorini, Vezzelli). 
Sul lato sinistro della chiesa, quindi, nacque un grandioso complesso edilizio. Il corpo principale di circa sessanta metri è a due piani. Parte del primo piano è riservato alle celle, alla biblioteca, alla ricreazione e all’oratorio della comunità. Nell'altra parte e nell'intero secondo piano erano stati ricavati i dormitori degli aspiranti e dei loro direttori, la cappella, le aule per lo studio e per le lezioni. A pian terreno c’erano gli ambienti necessari per la vita della comunità e degli aspiranti: doppia portineria, due refettori, cucina con annessi, una grande sala per gli incontri ecc.  
A meridione, collegata al corpo principale, era stata costruita una palestra coperta, che si appoggiava ad un altro edificio più piccolo eretto per la famiglia del contadino che inizialmente aveva cura dei terreni della comunità, oppure per un eventuale custode.  
Nella parte posteriore fu costruito un ampio chiostro quadrangolare ad archi, che delimita la proprietà dei religiosi su quel lato.  
Anche la piccola e graziosa chiesa del seicento fu in qualche modo abbellita da un altare di marmo in luogo di quello di pietra. In esso fu collocato ad incastro l’affresco della Vergine del Carmine tra i santi Sebastiano e Rocco del secolo XVII. L’immagine, probabilmente risalente alla fine del ‘500, come da rilievi tecnici, appare dipinta su calce. I pittori furono probabilmente due: uno, il Maestro che dipinse la Madonna; l’altro, l’aiutante che dipinse i due Santi, Sebastiano e Rocco, protettori contro la peste. 
Per dare spazio alla costruzione del Convento, fu abbattuta la vecchia casetta della rettoria, e dietro l’altare maggiore fu costruito un ampio coro rettangolare che doveva servire per la preghiera dei religiosi e degli aspiranti quando la domenica, e in circostanze particolari, vi scendevano per l’Eucarestia o per la Liturgia delle Ore.
Le pareti del convento furono abbellite dagli affreschi di Otello Chiti, Virgilio Carmignani e Ghino Baragatti, mentre nella chiesa troviamo affreschi di Pietro Nerici e vetrate di Ugo Signorini, i quali vi profusero il meglio del loro genio artistico. 
Il 23 settembre 1945 giunse alla "Madonnina", come affettuosamente la chiama il popolo, il primo collegiale, poi giunse il secondo, il 15 ottobre, mentre il 2 novembre, furono raggiunti da altri due ragazzi provenienti da Arezzo. Iniziarono così gli aspiranti al Carmelo. 
La preziosa opera di formazione dei padri a Capannori trovò un forte sostegno nelle sorelle dell’U.C.T., un Istituto Secolare fondato nel 1947 dal p. Luigi Polli e dalla Sig.na Giuseppina Mulinacci, residenti in una villetta costruita nei pressi della "Madonnina", l’Ospizio di S. Giuseppe. Esse, oltre alle loro prestazioni nei vari servizi a vantaggio della casa e della chiesa, furono di grande aiuto all’opera formatrice che gli incaricati stavano portando avanti con tanta fatica.
La nascita di numerose abitazioni nella zona e l’afflusso sempre maggiore della gente al Santuario, imposero ai religiosi l’urgenza di edificare un’altra chiesa più grande, capace di accogliere un numero maggiore di fedeli. I lavori di costruzione del nuovo Santuario iniziarono nel 1957. Crearono un edificio moderno perpendicolare al santuario antico con ampia apertura sormontata da un terrazzo sul lato prospiciente il viale che congiunge la Via Romana con la Via Pesciatina. Ne affidarono l’incarico all'architetto Nieri, il quale ne stese il progetto e ne diresse i lavori.
Ne è risultato un grande edificio sacro, sorretto da pilastri di cemento armato con le pareti in mattone, abbellite da 14 grandi affreschi che narrano la storia della Madonna del pittore lucchese Pietro Nerici, racchiuse in cornici di cemento, e l’altare sovrastato da un enorme crocifisso, dipinto dallo stesso autore. All'incrocio del transetto si innalza una snella cupola ottagonale sulla cui cima svetta una statua della Vergine, opera di Antonio Berti (1904-1990), alta 4 metri.  
Venute meno le vocazioni di adolescenti e quindi esaurito il compito di ospitare il collegio per aspiranti, negli anni ottanta i suoi locali furono ceduti in affitto al Liceo Scientifico Majorana di Lucca e successivamente ad una Ditta che gestisce la raccolta dei rifiuti.