All’epoca non c’era di certo la strada e raggiungere il luogo Santo, situato intorno ai mille metri d’altezza, era una vera impresa; edificare il Tempio più a valle poteva agevolare i lavori. In un primo tempo si pensò addirittura di edificare alla base della montagna, vicino alla statale, ma l’idea fu scartata dall’ing. Gualandi e così i lavori di spianamento iniziarono lì dove oggi sorge il Santuario.
Quest’idea inizialmente non piacque a molti, ma oggi non si può che condividerla poiché è servita a rendere il luogo delle apparizioni più mistico ed intimo per chiunque voglia recarvisi per una preghiera.l Santuario fu costruito in una zona diversa da quella del luogo dove avvennero le apparizioni, questo accadde soprattutto per un fattore logistico: nel 1890 il luogo dove oggi sorge il Santuario era, infatti, del tutto diverso. Come detto la costruzione non è stata semplice ma questo non solo per i fattori accennati in precedenza ma anche per vari eventi che si sono succeduti nel corso degli anni. I primi anni furono caratterizzati da un incessante lavoro ma nel 1897 iniziano i primi problemi dovuti ad una crisi economica del Santuario aggravata dalla morte di Mons. Francesco Macarone Palmieri, uno dei perni del Santuario. Si aggiunse poi il fatto che il suo successore, Mons. Felice Gianfelice, da sempre scettico sulle apparizioni della Vergine, si disinteressa completamente del Santuario. Fortunatamente le offerte, soprattutto dall’estero, riprendono ad arrivare ed è don Giacomo Bellia, rettore del Santuario, che, seppur a rilento, riesce a riavviare i lavori. Finalmente il 21 settembre 1907 è benedetta la prima cappella: la “Cappella dei polacchi” denominata così in onore dei fedeli polacchi, soprattutto di Cracovia, che con le loro offerte hanno reso possibile il suo compimento. Il periodo avverso non termina poiché muore don Bellia e, qualche anno dopo, nel 1912, anche Carlo Acquaderni, inoltre, gli anni a seguire saranno anni di guerra. Uno spiraglio di luce si ha nel 1931 quando Mons. Alberto Romita, nuovo vescovo della diocesi, apre un orfanotrofio femminile affidandolo alle suore “Piccole Discepole di Gesù”; questa iniziativa contribuisce a dare nuovamente valore al Santuario ma le risorse non bastano per portare avanti i lavori del Tempio.

Si deve attendere il 1940 e l’arrivo del nuovo vescovo, Mons. Secondo Bologna, per ridar vita al Sacro luogo. Egli, infatti, prende in mano la situazione e riesce a portare a termine vari progetti: ripresa dei lavori, costruzione di un tempietto dove sgorga l’acqua miracolosa, portare la corrente elettrica e rifondare il bollettino del Santuario sotto il nome di “Gemme Mariane”. Purtroppo nel 1943, nel pieno della seconda guerra mondiale, Mons. Bologna è colpito da una cannonata mentre si trovava raccolto in preghiera e muore prematuramente.
A Mons. Bologna succede, prima come Amministratore Apostolico e poi come vescovo, Mons. Alberto Carinci: sarà lui la figura fondamentale che porterà all’ultimazione dei lavori e alla consacrazione del Santuario di Maria SS. Addolorata. Mons. Carinci come primo atto costituisce un Comitato composto da laici e religiosi, tutte personalità che potevano contribuire, con il loro lavoro e con le loro idee, a risolvere le problematiche inerenti al Santuario.

Si cerca non solo di terminare i lavori del Tempio ma anche di portare a compimento altre opere di eguale importanza quali la via Matris, che sarà benedetta nel 1947, e la cappella sita sul luogo delle apparizioni, consacrata sempre nello stesso anno. Mons. Carinci continua a svolgere la sua opera con molta devozione tanto da essere definito “Il vescovo della Madonna”. Per raccogliere fondi Mons. Carinci promosse una “peregrinatio Mariae”: il simulacro della Madonna fu portato in pellegrinaggio, trasportato su un camioncino, per i paesi molisani e per alcuni della Campania; partito dal Santuario il primo aprile 1948 vi fece ritorno il quattro luglio. Tra i sacerdoti che accompagnarono la Madonna in questo pellegrinaggio va ricordato don Domenico Lombardo che con il suo estro nel narrare le vicende di Castelpetroso riusciva a catalizzare centinaia di persone rafforzando la fede in esse e contribuendo notevolmente a far aumentare sia i fedeli sia le offerte verso il Santuario. In seguito ci furono altre peregrinatio in giro per l’Italia con varie immagini della Madonna, ma è da ricordare quella in America con la tela dell’Addolorata realizzata da Mario Barberis. Anche questa volta fu don Domenico Lombardo che s’impegnò in questa “missione”, partì con la tela su una motonave e, arrivato a New York, iniziò la sua peregrinatio toccando le principali città. L’iniziativa ebbe enorme successo anche perché molti erano i fedeli molisani emigrati negli Stati Uniti, iniziarono così a pervenire numerose offerte anche dal nuovo continente.

Nel 1950 le mura esterne sono ormai terminate e viene costruita anche la strada che collega la nazionale al Santuario. Nel decennio successivo si portano a compimento le cappelle, la cupola e la copertura in rame (realizzata grazie alla raccolta effettuata in giro per i paesi). Negli anni sessanta si completa anche l’interno: il Trono, gli altari, il loggione, i mosaici, la pavimentazione. Da ricordare è la data del 6 dicembre 1973, in questo giorno, infatti, Papa Paolo VI proclama la Vergine SS. Addolorata patrona della regione Molise.Dopo altri piccoli lavori finalmente il 21 settembre 1975 Mons. Alberto Carinci, alla presenza di tutti ​i vescovi molisani e di una moltitudine di fedeli, consacra il Santuario di Maria SS. Addolorata. Ci sono voluti ottantacinque anni per veder realizzato il sogno di Carlo Acquaderni e di Mons. Macarone e ciò è stato possibile solo grazie a chi ha creduto in quest’opera e si è prodigato, non senza problemi, per l’adempimento di questa. In particolare a Mons. Carinci che, guidato dalla Madre, ha accompagnato la rinascita del Santuario fino al suo concepimento e che ora riposa dietro il Trono protetto nella morte, così come nella vita, dalla Vergine Maria Santissima Addolorata.