A construção do Santuário de Santa Filomena ou igreja de Nossa Senhora das Graças, foi iniciada em 1617 e concluída por volta de 1630, graças aos fundos recebidos pelo corte da madeira no bosque Vallicelle.

 A igreja foi construída em forma de cruz latina com uma nave, uma elegante cúpula em estilo renascentista, e um altar adornado com um raro e precioso mármore. No lado oriental, estava uma bela torre com 50 metros de altura onde, no topo, se encontrava uma cúpula com uma bola de bronze encimada por uma bandeira e uma cruz. A 30 de Maio de 1673, a torre foi atingida por um raio e colapsou, danificando a igreja. Foi reconstruida com a fé e o suporte da população. Em meados do Século XVIII. Foram instalados dois campanários .

A fachada é coberta com estuque amarelo e ladeada por duas torres: uma com o relógio e outra com o sino. A arquitetura é neoclássica com capitéis jónicos e coríntios.

 No início de 1800, a igreja de Nossa Senhora das Graças, tornou-se o Santuário de Santa Filomena. O corpo da Santa foi descoberto em Roma, em Maio de 1802 e trasladado para Mugnano pelo sacerdote Don Francisco de Lucia, em 10 de Agosto de 1805. Don francisco de Lucia foi o primeiro reitor do Santuário que fundou e difundiu a devoção a Santa Filomena no reino das Duas Sicílias e para o exterior até às Américas.

 Grandes personalidades visitaram o Santuário com ricas ofertas: Cardeal Ruffo-Cilla de Nápoles, Leão XII, Papa Gregório XVI, Pio IX que foi em peregrinação acompanhado pelo rei Fernando II, a 7 de Novembro de 1849, Paulina Jaricot ( fundadora das Obras Missionárias Pontifícias ) e miraculada por Santa Filomena a 10 de Agosto de 1835, o Santo Cura d’Ars, Maria Cristina de Savoia, mulher de Fernando II de Bourbon, Leão XIII.

 Entre os Papas devotos e promotores do culto a Santa Filomena, incluindo Leão XII e Leão XVI depois do milagre de Paulina Jaricot que ocorreu em frente do Altar de Santa Filomena a 10 de agosto de 1835, que o culto a Santa Filomena se tornou oficial na Igreja; Leão XIII que promulgou a Arquiconfraria Universal de Santa Filomena, São Pio X que enriqueceu o Santuário com vários presentes valiosos.