Seit wann genau eine Kirche an dieser Stelle steht, ist unklar. Vielleicht bestand schon ein vorchristliches Aphroditeheiligtum, das nach der Christianisierung als Marienheiligtum weitergelebt hat.
In einer verschollenen Urkunde von 1335 wird Frauenkirchen jedenfalls schon als viel besuchter Wallfahrtsort beschrieben. Diese Kirche wurde im Türkenjahr 1529 zerstört, das Gnadenbild blieb wie durch ein Wunder unversehrt.
Trotzdem blieb die Kirche mehr als 100 Jahre eine Ruine, wohl der unsicherheit der Gegend wegen. Erst als sie in den Besitz des Hauses Esterhàzy kam, wurde die Gegend wieder belebt. Nikolaus gründete die Ortschaft neu, ließ die Kirche wieder aufbauen und holte Franziskanerpatres zur seelsorgerischen Betreuung der Menschen.
1680 waren Kirche und Kloster fertig. Aber schon drei Jahre später zerstörten die Türken Kirche und Kloster erneut. Als Paul Esterhàzy 1687 in den Fürstenstand erhoben wurde, gelobte er, in Frauenkirchen eine Kirche zu Ehren der Gottesmutter zu errichten.
1695 wurde unter Baumeister Francesco Martinelli mit dem Neubau der Kirche begonnen. 1702 konnte sie geweiht werden. Im Zweiten Weltkrieg wurde das Gnadenbild in Wien verwahrt. Dass die Kirche ein Jahrzehnt russische Besatzung unbeschadet überstand, ist dem Geschick des damaligen Pfarrers zu verdanken. Seit damals wurde die Kirche innen und außen gründlich saniert.
Im Jahre 1990 wurde das Gotteshaus zur ersten Basilika des Burgenlandes erhoben.