L'origine del Santuario di Graglia risale al principio del sedicesimo secolo, quando il parroco del paese, don Nicola Velotti, sull'esempio di quanto fatto un secolo prima sul Sacro Monte di Varallo, pensò di trasformare il colle di San Carlo (sulla cui sommità da tempo esisteva una chiesetta) in Calvario. Il progetto del sacerdote, sicuramente grandioso, consisteva nel costruire sul suddetto colle un tempio e, partendo dalla chiesa di Campra, ben cento cappelle, ognuna delle quali doveva contenere statue a grandezza naturale rappresentanti scene della vita di Gesù Cristo. I lavori ebbero inizio nel 1616, ma con la morte don Velotti rallentarono ed il progetto mutò . Ebbe inizio la costruzione della chiesa della Madonna di Campra nel 1621 e finalmente nel 1625, su idea del successivo parroco Agostino Dal Pozzo, si decise di elevare sul colle della divina bontà, sul quale già sorgeva una cappella dedicata alla Madonna di Loreto, un grandioso tempio con annesso ricovero per i pellegrini. Il principale sostenitore del nuovo progetto fu il duca Carlo Emanuele II di Savoia che incaricò il capitano Piero Arduzzi, ingegnere civile e militare, di eseguire il progetto. La prima pietra della Basilica fu benedetta il 20 settembre del 1659, ma le contingenze storiche, caratterizzate da continue guerre, rallentarono l'opera e solo nel 1760 riprese la costruzione grazie a don Carlo Gastaldi, collegiale di Graglia e parroco di Netro, sotto il rettorato di Giovanni Battista Bocca che riuscì ad ottenere notevoli oblazioni dai fedeli.

Terminata la costruzione base della chiesa (nell'intento di realizzare l'intero progetto dell'Arduzzi) fu stabilito di ricorrere ad un parere del celebre architetto Bernardo Antonio Vittone. Sotto la sua direzione i lavori ripresero nel 1765 e in breve tempo la basilica acquistò il suo attuale aspetto, con pianta a croce greca culminante nella cupola ottagonale alta 38 metri da terra. Al tempo della rivoluzione francese il santuario di Graglia venne considerato opera di pubblica utilità ed affidato, nel 1801, ad un comitato di beneficenza che nel 1805 lo convertì in "collegio - convitto". Nel 1814, con il rientro a Torino del re Vittorio Emanuele I, il santuario riacquistò la sua originaria destinazione di luogo di devozione e nel 1826 si ebbe un riordinamento generale ad opera del re Carlo Felice. Nel 1828 venne edificato lo splendido altare ideato dal gragliese Perratone, intagliato in marmo dal maestro Catella di Lugano. L'organo è opera di Carlo Bossi di Bergamo e fu installato nel 1839: di recente ristrutturato è uno dei migliori esistenti in Piemonte.

La splendida prospettiva della cupola ottagonale fu decorata nel 1870 da Fabrizio Galliani. I quadri, raffiguranti il transito di San Giuseppe, sono opera del pittore Mauro Picinardi di Bergamo, eseguiti nel 1875. Nel 1840 si aggiunse un terzo piano sul lato sud della chiesa per l'accoglienza dei pellegrini e, nello stesso anno, grazie alla generosità di Anna Belletti di Biella, si costruì la grandiosa manica verso est. Dal 1869 al 1887 si ultimò la costruzione della facciata sud-est del fabbricato, rimasta sino ad oggi immutata nella sua maestosità. Nel 1906 venne edificato il locale destinato a bar ristorante ed intorno agli anni '30 venne abbattuto il muro che delimitava il primitivo chiostro, caratterizzato dalla splendido "Burnel" in pietra. Nel 1956 l'architetto Nicola Mosso effettuò il restauro della cappella della Madonna di Loreto, che contiene il prezioso altare ligneo - dorato; essa fu successivamente affrescata dal pittore ligneo Arduino. Negli anni Ottanta, per generosa disposizione di Clelia Rama Borrione, su progetto dell'arch. Pier Carlo Astrua, venne costruito il nuovo altare nel presbiterio, opera della ditta Menchini di Querceta (Lucca). Negli anni 1998-99 sono stati effettuati validissimi restauri per riportare agli antichi valori la cappella degli esercizi o della buona accoglienza posta al primo piano. Dell'antico progetto dell'Arduzzi sono state riportate all'originale valore, dopo accurati e validi restauri, le 4 cappelle che narrano episodi della vita di Cristo, con statue a grandezza d'uomo in cotto policromo. La Sacrestia, ove si trovano pregevoli mobili in noce, non ha subito nessun tipo di restauro poiché le decorazioni si sono conservate in modo perfetto.

Al piano terreno dell'Ospizio vi è una pregevole biblioteca riordinata e classificata negli anni 1996 - '99 dal dott. Giulio Pavignano composta di 2000 volumi. I pezzi più preziosi sono del Seicento con alcuni pezzi unici: le "cinquecentine". Le opere più significative sono l'enciclopedia degli illuministi Diderot e D'Alambert e la celeberrima enciclopedia delle "Arti e Mestieri", collegata all'idea illuminista di evidenziare la capacità creativa dell'uomo.

Lungo la strada che dal Santuario di Graglia porta alla Bossola, una grande statua dorata raffigurante il Buddha Sakyamuni contraddistingue l'ingresso del monastero Mandala Samten Ling. Qui ha sede una comunità di monaci e laici che hanno come riferimento il buddhismo tibetano. In mezzo al verde del suo comprensorio spicca la struttura della casa del Lama che ospita al suo interno un tempio, inaugurato nel 1999 con la benedizione di S. Santità il XIV Datai Lama. Accanto al tempio è stato allestito, nel rispetto di tutte le credenze, un suggestivo spazio, denominato "Parco dei Vittoriosi", e caratterizzato da otto massi in pietra naturale dedicati ciascuno ad una delle grandi religioni. Esso consente a chi segue un cammino spirituale diverso da quello buddhista di sostare in raccoglimento e preghiera avendo come punto di riferimento un simbolo della propria fede. Noto in Italia ed all'estero per la sua scuola di meditazione ed apprezzato come centro ritiri individuali e collettivi, il Sam ten Ling, organizza anche conferenze, seminari e corsi in collaborazione con associazioni, scuole, università e studiosi, con l'intento di far conoscere meglio l'essenza di una tradizione millenaria basata sulla libertà dello spirito e della pace interiore.