Diz a história que, em 1706, indígenas que habitavam a região encontraram uma imagem de Nossa Senhora nas grotas do Rio São Francisco. Teve início nessa época, então, a devoção à santa na região de Juazeiro (BA).
Bem mais tarde, em 1954, foi inaugurada a Catedral de Juazeiro, sendo dedicada oficialmente à Nossa Senhora das Grotas. Como a diocese de Juazeiro (BA) viria a ser criada apenas em 1963, a Catedral era inicialmente considerada apenas uma igreja matriz. Somente neste ano o templo foi consagrado como Catedral, tendo como padroeira Nossa Senhora das Grotas.
Consta que a atual edificação está erguida onde antes havia uma igreja, que teria sido derrubada por uma enchente do Rio São Francisco. Mais recentemente, 2014, a Catedral foi elevada à categoria de Santuário.
A Catedral fica localizada no centro da cidade, próximo da orla do Rio São Francisco, na Praça Imaculada Conceição, também conhecida como “Praça da Matriz”. Este local, que hoje abriga um comércio bastante diversificado e um intenso fluxo de pessoas, ainda assim preserva um pouco do ar tranquilo do passado, com árvores frondosas, ambulantes e moradores antigos ocupando os seus espaços ao longo da praça e arredores.
Vale o passeio a pé por esta região da cidade, assim como conhecer o Santuário, que é local de devoção para grande parte dos habitantes. Para quem estiver em Petrolina (PE), pode-se ir de carro (conforme o roteiro do mapa anexado), ou então, para tornar o passeio ainda mais rústico e interessante, atravessar o rio com uma das inúmeras barquinhas que fazem o trajeto e depois continuar o restante do percurso a pé.