Neben dem Nationalheiligtum Unserer Lieben Frau von Mellieha befindet sich nur wenige Meter entfernt die sogenannte Grotte Unserer Lieben Frau von Mellieha.ㅤ Sie befindet sich unterhalb des Straßenniveaus und ist über ein gewölbtes Tor und eine Treppe zu erreichen. Ein häufiger Besucher des Heiligtums Unserer Lieben Frau von Mellieha war ein sizilianischer Weinhändler, Mario de Vasi. Dank seiner Großzügigkeit schlug er vor, eine Treppe in eine natürliche Höhle zu bauen, die auch frisches Wasser aus einer natürlichen Quelle lieferte. Die natürliche Höhle wurde dann vergrößert, um die vielen Gläubigen, die die Höhle besuchten, aufzunehmen. In der Mitte dieser künstlichen Höhle wurde eine Statue der Muttergottes mit dem Jesuskind aufgestellt.

Die Grotte zog bald Verehrer an, und an den Wänden der Grotte wurden verschiedene Votivgaben angebracht. Aufgrund der Verehrung der Grotte gibt es eine Reihe von Legenden, die mit dem Heiligenbild der Muttergottes verbunden sind und in denen Gläubige unter Eid berichten, dass sie gesehen haben, wie sich die Arme der Muttergottes als Zeichen des Segens bewegen. Die Muttergottes der Grotte zieht auch heute noch das ganze Jahr über Menschen an, die sie um ihre Fürsprache bitten.