Historia sanktuarium ma swój początek w 1946 roku, kiedy to ks. Leon Cieślak, pallotyn, pomagał ks. prymasowi Augustowi Hlondowi w przygotowaniu uroczystości poświęcenia narodu polskiego Niepokalanemu Sercu Maryi Panny.
W 1950 roku do Zakopanego przybyli pierwsi pallotyni. Powstał wtedy ośrodek fatimski, którego zadaniem było i jest propagowanie orędzia Matki Bożej i pomaganie Polakom w wypełnianiu ślubów z 1946 roku. Kardynał Stefan Wyszyński w dniu 6 października 1961 roku przekazał figurę Matki Bożej Fatimskiej.
13 maja 1981 roku, o godzinie 17.15, na placu św. Piotra w Rzymie, doszło do zamachu na życie Ojca Świętego Jana Pawła II. Wiadomość o zamachu dotarła do sanktuarium w czasie różańca świętego odmawianego o godz. 18.30. Wtedy właśnie zapadła decyzja - "Jeżeli Bóg uratuje życie Ojca świętego, to w dowód wdzięczności zbudujemy na Krzeptówkach Kościół Matki Bożej Fatimskiej, który będzie wotum dziękczynnym za to ocalenie" - te słowa wypowiedział ks. Mirosław Drozdek SAC.
Nowy kościół wznoszono od 1987 do 1992 roku, kiedy to ks. kard. Franciszek Macharski dokonał jego poświęcenia.
Wnętrze kościoła jest halowe, bez naw bocznych. Prezbiterium w kształcie i założeniu miało przedstawiać rodzaj papieskiej tiary. W centralnej części ołtarza umieszczono tron z figurą Matki Bożej Fatimskiej oraz tabernakulum. Ołtarze boczne umieszczono pod bocznymi balkonami. W stacjach drogi krzyżowej przedstawiono postać Jana Pawła II. Wykonawcami całej wewnętrznej, drewnianej architektury są miejscowi górale, którymi kierował z pomocą wybitnych specjalistów ks. Mirosław Drozdek, wieloletni kustosz i proboszcz tej parafii, który w 2007 roku został pochowany na tyłach sanktuarium.
Obok nowego kościoła, stoi mała kaplica z ok. 1950 roku, pierwsza która wystawiona była w tym miejscu. Zachwyca kunsztem, wykonania i wymodlonym wnętrzem, gdzie na centralnym miejscu stoi Figura Matki Bożej Fatimskiej, ukoronowana przez Ojca Świętego Jana Pawła II.
Co roku sanktuarium na zakopiańskich Krzeptówkach odwiedza ok. 2 mln turystów.