Según la leyenda hagiográfica, la primera aparición tuvo lugar en la cueva del Gargano hacia el año 490 d.C.: el Arcángel se mostró al pastor Gargano mientras éste buscaba un toro que se había perdido en los bosques del promontorio y, pocos días después, se apareció por segunda vez al obispo Lorenzo Maiorano, a quien ordenó que la cueva quedara reservada para siempre a su culto. La monumentalización del lugar pronto formó parte del proyecto bizantino de consolidar el poder político en la zona de Daunia, pero fueron los lombardos quienes le dieron gran importancia, sobre todo a partir de mayo de 663, cuando el ejército de Grimoaldo de Benevento derrotó a los bizantinos de Constante II justo al pie del Gargano, en la zona de Siponto. A partir de este momento, la veneración se extendió por toda la península. La cueva también gozó de gran estima en los siglos siguientes, sobre todo en el periodo normando-suabo (el emperador Federico II donó una preciosa cruz de plata al santuario), pero con el advenimiento de Carlos de Anjou y los angevinos, el complejo cárstico cambió radicalmente de aspecto y adquirió la fisonomía de un verdadero lugar de culto y peregrinación. El soberano inició la construcción del imponente campanario octogonal en 1274, luego impulsó la construcción de un atrio y de una larga escalinata que descendía hasta la gruta, formada por cinco rampas cubiertas por bóvedas de cañón, que permitían a los peregrinos descender y luego ascender ordenadamente; Las obras continuaron a lo largo de los siglos XIII y XIV (el portal derecho, que da acceso a la escalinata, lleva la fecha de 1395), sin embargo, las adiciones y renovaciones continuaron hasta los tiempos modernos (el atrio de la entrada superior fue reconstruido en 1865). En el nivel inferior, al final de las rampas de piedra a lo largo de las cuales permanecen las huellas centenarias dejadas por los peregrinos, la «Puerta del Toro» conduce a un segundo atrio, donde un magnífico portal conduce al santuario propiamente dicho; atravesando las macizas puertas de bronce, talladas en Constantinopla en 1076, se entra en la «gruta de la aparición», que está precedida por una monumental nave con bóveda de crucería, construida también en época angevina, al final de la cual se encuentra la capilla barroca del SS. Sacramento, de 1690. En el santuario se conservan obras de arte extraordinarias: la estatua de San Miguel Arcángel, en el altar mayor, es obra de Sansovino y data de principios del siglo XVI; la cátedra episcopal data de 1050, época del obispo Leone Garganico; la Virgen de Constantinopla, dentro de un edículo, es una escultura de piedra del siglo XII/13; las esculturas de la Trinidad, San Sebastián y otro pequeño San Miguel (situado dentro del «pozo») son del siglo XV. En el museo devocional contiguo se conservan numerosos exvotos y otras representaciones de diversas épocas, entre ellas un icono de lámina de cobre dorado del Arcángel, del siglo IX/X. En las criptas hay notables fragmentos de escultura medieval, porciones de púlpitos, losas de plutei altomedievales y las rarísimas inscripciones de época lombarda del santuario primitivo, del siglo VII en adelante. La basílica está hoy protegida como patrimonio de la UNESCO.
