Schon bei den Kirchenvätern gab es Elemente einer Herz-Mariä-Verehrung, so zum Beispiel in Werken von Augustinus, Johannes Chrysostomos, Ephräm dem Syrer. Auch bei Prudentius, Fabius Claudius Gordianus Fulgentius und Leo dem Großen finden sich Bezüge.
Im 13. Jahrhundert kamen Impulse zur Herz-Mariä-Verehrung von dem Spanier Ricardo de San Lorenzo († nach 1254), durch Mechthild von Hackeborn und ihr Buch geistlicher Gnaden sowie durch Gertrud von Helfta und ihr Werk Gesandter der göttlichen Liebe. Besonders bedeutsam im 14. Jahrhundert war Ernst von Pardubitz; auch Birgitta von Schweden schrieb über das Herz Mariä; im 15. Jahrhundert Lorenzo Giustiniani († 1456) und Bernhardin von Siena; im 16. Jahrhundert Johannes Justus von Landsberg, Louis de Blois, Fray Luis de Granada, Petrus Canisius und Franz von Sales.
Im 17. und 18. Jahrhundert konnte sich die Herz-Mariä-Verehrung entfalten. Kardinal Pierre de Bérulle und seine École française de spiritualité begeisterten viele für diese Devotionsform. Einen besonderen Impuls erhielt diese Andachtsform durch Johannes Eudes, Schüler Bérulles, und sein Hauptwerk Le Cœur admirable de la très Sainte Mère de Dieu. Die Bedeutung von Johannes Eudes für die Herz-Mariä-Verehrung wurde insbesondere von den Päpsten Leo XIII. (3. Januar 1903) und Pius X. (11. April 1909) hervorgehoben. Auch Schriften der Jesuiten Giovanni Pietro Pinamonti, Jean Croiset und Joseph de Gallifet trugen zur Verbreitung bei. Im 17. Jahrhundert wurde die Herz-Mariä-Verehrung insbesondere vom Jansenismus abgelehnt und bekämpft.
Eingang in die Liturgie erhielt die Herz-Mariä-Verehrung im Jahr 1643 auch durch Johannes Eudes und die von ihm gegründete Kongregation von Jesus und Maria (Eudisten) und durch ein Fest, das vom Bischof von Autun im Jahr 1648 eingeführt wurde. Eine Andacht wurde im Jahr 1668 vom Kardinallegaten Louis I. de Bourbon, duc de Vendôme approbiert. Papst Pius IX. führte am 21. Juli 1855 eine Votivmesse, ein Offizium und ein eigenes Fest ein.
Darstellung des unfleckten Herzens Mariens auf einem Andachtsbildchen
Im Liturgischen Kalender ist der gebotene Gedenktag auf den Tag nach dem Hochfest des Heiligsten Herzens Jesu festgesetzt, der Gedenktag wird daher immer an einem Samstag begangen. Am 31. Oktober 1942 und noch einmal am 8. Dezember 1942, dem Hochfest der Unbefleckten Empfängnis weihte Papst Pius XII. die Kirche und die Menschheit dem unbefleckten Herz Mariä.
Im 20. Jahrhundert erhielt die Verehrung des unbefleckten Herzens Mariens einen Impuls durch die Erscheinungen in Fátima. Daraus entwickelten sich die Andacht zum unbefleckten Herzen Mariens und die sogenannten Sühnesamstage.