Il santuario sorse intorno agli anni ’30 del secolo XVII. Una delle due campane che attualmente si trovano nel campanile a vela che corona il prospetto dell’edificio risale al 1668.
La chiesa venne totalmente ricostruita nel 1777, anno in cui i coniugi Maria Antioca Pisano e Antioco Bernardini, dopo aver ottenuto il nulla osta del vescovo, finanziarono i lavori. Alla costruzione settecentesca si aggiunse nel 1803 un altro corpo di fabbrica. Esso serviva per offrire ospitalità ai pellegrini nei giorni di festa. Un terzo elemento architettonico fu aggiunto ai precedenti nel 1817.
La chiesa già dai primi decenni del Novecento minacciava rovina e gli eredi di Maria Antioca Pisano, non potendo provvedere alle riparazioni necessarie, decisero nel 1957 di cederne la proprietà all’autorità ecclesiastica.
I lavori di rifacimento per quanto avviati a partire dal 1961 trovarono compimento solo con la solenne consacrazione della chiesa avvenuta nel 1977.
Dal 2002 la chiesa della Vergine del Buon Cammino che col suo caratteristico profilo dalle bianche mura domina dal colle omonimo la città di Iglesias, è affidata alle cure delle sorelle povere di Santa Chiara.
