W związku z coraz większą liczbą przybywających pielgrzymów w połowie XVIII wieku postanowiono wybudować w Rychwałdzie nowy, większy kościół. Murowana barokowa świątynia pod wezwaniem św. Mikołaja wraz z monumentalnym ołtarzem głównym Matki Bożej Rychwałdzkiej została konsekrowana przez biskupa Franciszka Potkańskiego 2 sierpnia 1756 Stary drewniany kościół został przeniesiony do sąsiednich Gilowic, gdzie stoi do dziś.
W 1947 opiekę nad sanktuarium powierzono ojcom franciszkanom. W latach 1995–2000 wznieśli oni w sąsiedztwie kościoła Dom Edukacyjno-Formacyjny. Tradycją zapoczątkowaną w latach 70. XX wieku są odprawiane trzynastego dnia każdego miesiąca od maja do października nabożeństwa fatimskie. W 2014 przeprowadzono kompleksowy remont świątyni w zakresie renowacji elewacji, restauracji sgraffita, renowacji pokrycia dachowego i hełmów wieżowychWykaz prac konserwatorskich przy zabytkach wpisanych do rejestru zabytków, przeprowadzonych w latach 2013–2015 (wybór), w: „Wiadomości Konserwatorskie Województwa Śląskiego”, nr 8/2016, s. 407, ..