A Paróquia Nossa Senhora de Fátima foi fundada no dia 23 de fevereiro de 1956, pelo então arcebispo dom Vicente Scherer, na zona norte de Porto Alegre. Em 15 de setembro de 1989, a paróquia foi elevada a Santuário Nossa Senhora de Fátima, pelo arcebispo dom Altamiro Rossato, a pedido da comunidade, em sua maior parte de origem lusitana. O templo ascendeu de status por ter na sua concepção desprendimento geográfico, podendo ser usufruído por qualquer devoto, independente do seu local de origem.
A primeira aparição de Nossa Senhora do Rosário de Fátima, como a santa também é conhecida, teria acontecido para três crianças em 13 de maio de 1917 na cidade de Fátima, em Portugal. A caminhada em Porto Alegre só não aconteceu neste dia por causa do conflito de datas com o Dia das Mães.
