Bartolo Longo parcourut la vallée de Pompéi en tous sens, évangélisant les paysans, les incitant à prier et à réciter le chapelet. Pour aller plus avant dans son projet d'y instituer une société du saint rosaire, il avait besoin d'un tableau de Notre Dame comme le demandait la liturgie.
Se rendant à Naples pour en faire l'achat, il rencontra, à l'improviste, le Père Radente qui lui proposa un vieux tableau de Notre Dame du Rosaire qu'il avait laissé en dépôt à une soeur dix ans auparavant. Lorsque Bartolo vit l'état de délabrement de la peinture, il fut sur le point de décliner l'offre mais l'insistance de la soeur le lui fit emporter. C'est ainsi qu'il retourna à Pompéi avec ce tableau juché sur un chariot qui habituellement transportait du fumier.
Tandis que sur la suggestion de l'évêque du lieu, Bartolo commençait à rechercher des fonds pour la construction d'une nouvelle église,, le tableau après une première et nécessaire restauration fut exposé dans la paroisse du Saint Sauveur, le 13 février 1876. Ce même jour une fillette de douze ans, pour la guérison de laquelle sa tante venait de faire un don, fut miraculeusement guérie d'un mal que ses médecins jugeaient incurable. C'était le premier d'une longue série de miracles et de grâces dans l'histoire du sanctuaire de Pompéi.
Sous l'abondance des grâces accordé par l'intercession de Notre Dame du Rosaire de Pompéi, la foule des pèlerins et les dons affluèrent d'abord de Naples et de sa région, puis de toute l'Italie, et enfin du monde entier, faisant dire au pape Léon XIII : « Dieu s'est servi de cette image pour accorder des grâces innombrables qui ont ému l'univers ».