Probabilmente la decadenza della chiesa di Santa Maria della Valle fu dovuta anche all’accendersi di un nuovo culto mariano che ebbe il suo luogo sacro nel Santuario della Madonna della Grotta, appena fuori del paese. Annualmente presso questo santuario è celebrata una festa che risale almeno al 1809, come risulta dai documenti conservati nell’Archivio Storico Comunale. Secondo la tradizione popolare la chiesetta venne costruita, non sappiamo quando, nel luogo in cui un giovane raccoglitore di tralci vide una signora che si lamentò di un graffio fattole dai rami. Su richiesta della Vergine stessa, una donna della famiglia Baldassarre di Sacrofano venne in preghiera fino alla grotta accompagnata dalla figlioletta inferma: qui la bambina riacquistò l’uso delle gambe. Entrate nella spelonca trovarono un dipinto raffigurante la Madonna con un graffio sulla guancia. Il tufo con l’affresco venne distaccato e ricollocato nella chiesa, ma oggi è perduto.
Nella chiesa è conservata un’immagine della Madonna con Gesù Bambino che ci permette di ipotizzare, come data del miracolo, la fine del 1600.
Infatti le due corone d’argento che cingono il capo delle sacre immagini sono state attribuite alla fine del seicento da esperti orafi interpellati dalla Parrocchia. Il santuario fu restaurato nel 1920 per interessamento del Cardinal Gasparri, fu poi dotato di una cantoria in legno (1947), quindi decorato con dipinti (1949 fratelli Prete) per volontà del parroco di allora, Domenico Agrestini. (i dati sono stati ratti dal testo “Sacrofano. Territorio, Storia, Tradizioni” di S. Feriozzi, R Rovagna, S. Sanetti. 2000.)
Nel 2016 le ossa di monsignor Domenico Agrestini, parroco di Sacrofano dal 1939 al 1971, per suo desiderio, furono tumulate all’interno della Madonna della Grotta ed una scritta ne ricorda la memoria. Allo stesso Parroco nello stesso anno è stata dedicata anche la breve salita che conduce alla chiesetta.
La festa della Madonna della Grotta viene celebrata ogni anno nel lunedì dell’Angelo (pasquetta) e anche la prima settimana di Settembre.
Sulla parete di fondo della chiesa si trovano molti ex-voto che ricordano le grazie ricevute dai fedeli che hanno invocato la Madonna.