Fueron los fundadores de este lugar de peregrinación los Caballeros de la Orden de Santiago, allá por el siglo XIII. Lo levantaron en honor a Santa Eulalia de Mérida, cuya celebración el 10 de diciembre coincide con la toma de posesión de Totana y Aledo ese mismo día en 1257.

El santuario primitivo fue levantado con las limosnas de los fieles en 1574. En esta época el culto a la Santa estaba casi extinguido, pues hacía algún tiempo que el ermitaño que lo cuidaba se había marchado. Con el tiempo apareció un tal Alonso de Murcia, quien daba vino por caridad a los peregrinos que pasaban por aquí. Después pasaría el santuario a la propiedad particular de Ginés de Arnedo y posteriormente el Concejo promovió la restauración ya que la devoción por la Santa crecía, pues eran muchos los enfermos que se curaban bebiendo el agua de la fuente. En el siglo XVI la ermita se reedifica cubriéndose a dos aguas y se decora con el artesonado de estilo mudéjar que hoy presenta.

Las pinturas que cubren los muros son de 1624 y hacen alusión a la vida de La Santa, de Jesucristo y de Los Franciscanos. Hay en total 48 escenas divididas en dos franjas que suman en total 216 figuras. Están enmarcadas en dos grecas con grutescos y los escudos de España, de La Orden de Santiago, de Totana, de Aledo, de Murcia, de Cartagena, de Lorca, de Caravaca y de Yecla. Todos ellos nos dan idea de la proyección regional de este santuario.

En el siglo XVIII se amplía la edificación con el camarín octogonal que corona la gruta donde la tradición señala que apareció Santa Eulalia de Mérida y donde se levantó el primer altar en su honor.

La Santa es un enclave de honda significación para los totaneros, muy arraigado en sus manifestaciones de religiosidad popular. En este entorno natural celebran cada año, a principios de diciembre y el 7 de enero, las romerías, unos días de convivencia donde Totana entera se traslada hasta aquí para rendir culto a su Patrona.