Devant l’afflux de pèlerins toujours plus nombreux, venus prier la Vierge miraculeuse abritée par la Chapelle des Marins, une église est construite à partir de 1858.
Le nouvel édifice est plaqué contre la Chapelle dont la longueur est réduite. De style gothique, elle est achevée en 1856, puis agrandie en 1883.
La Chapelle des Marins est l’édifice le plus ancien d’Arcachon. L’original oratoire en bois avait été construit en 1519 par un religieux franciscain, le frère Thomas Illyricus, pour y abriter une sculpture d’albâtre représentant la Vierge et l’Enfant Jésus, qu’il avait découverte sur la plage, après avoir sauvé, par ses prières, deux navires en perdition sur le Bassin.