L'attuale chiesa fu edificata ai tempi del Vescovo Mons. Tommaso Maria Francia (1697-1719) e in seguito ampliata dai suoi successori.
A partire dal XVIII secolo il culto dei Santi Medici, inizialmente rurale, cominciò a crescere in maniera significativa ed è per questo che si ritenne necessario costruire una nuova chiesa.
Inizialmente costituita da una sola navata fu poi ampliata con due navate laterali.
Per descrivervi la Chiesa del Santuario utilizzeremo il percorso ormai tracciato dagli stessi pellegrini all'interno dell'edificio sacro.
Entrando dalla navata laterale destra, il pellegrino si ritroverà dinanzi a sé, quasi ad accoglierli, i simulacri dei Santi Medici anargìri Cosimo e Damiano posti su un antico e meraviglioso trono in legno.
I busti dei Santi vestono gli abiti di medici settecenteschi aventi sul capo l'aureola d'argento a motivo della loro santità, con in mano le palme d'argento simbolo del loro martirio e uno scrigno d'oro raffigurante la medicina fisica e spirituale che i Santi fratelli elargiscono agli ammalati che ne chiedono la grazia.
Le pareti di quella stessa navata custodiscono poi due tele rappresentanti i prodigi e il martirio dei cinque fratelli martiri Cosimo, Damiano, Euprepio, Antimo e Leonzio, commissionate dal Vescovo Mons. Alessandro Maria Kalefati (1781-1794).
Quest'ultimo ordinò anche la realizzazione della tela più importante, che sormonta l'altare maggiore, interamente di marmo, della navata centrale, raffigurante la gloria dei cinque martiri.
La tela posta al centro della parete è inserita in una cornice lignea di alto valore artistico, così imponente da equiparare in grandezza l'organo, che nella parte opposta della navata spicca maestoso.
Lungo la navata di sinistra il cammino del pellegrino continua verso due cappelle qui custodite quella del Santissimo Sacramento, la prima, e quella del Crocifisso, la seconda, dove la preghiera di ciascuno si fa più personale ed intima, accompagnata dallo sguardo della Vergine Maria.
Qui è murata una lapide a memoria dell'opera del Vescovo Mons. Teodosio Maria Gargiulo (1895-1902) il quale dopo aver ultimato il frontale della Chiesa lo fece sormontare da una stupenda e alta statua del Cristo Redentore consacrando poi tutta la Chiesa il 5 maggio 1901.
Tutti i Vescovi di Oria volendo dare valore e risalto a questo Santuario si sono sempre adoperati perché questo luogo potesse essere oasi di preghiera e di pace per tutti.
