Zum Dank für eine Gebetserhörung stellte im Jahre 1656 der Horner Kürschnermeister Matthias Weingartner eine Pieta aus Wachs bei einer dreistämmigen Eiche am Molderberg zur öffentlichen Verehrung auf. 1680 schnitzte Matthias Sturmberger aus Horn das heutige Gnadenbild der schmerzhaften Mutter Gottes aus Lindenholz. Im Jahre 1740 wurde dem Stift Altenburg die Wallfahrtsseelsorge in Maria Dreieichen übertragen. Um den großen Andrang der Wallfahrer bewältigen zu können, errichtete man zwischen 1744 und 1756 die prachtvolle barocke Kirche mit dem großen Kuppelfresko von Paul Troger. Erst 1782 wurde Maria Dreieichen eine selbständige Pfarre. 1957 feierte man die Erhebung zur päpstlichen Basilika minor.

Zur Pfarrgemeinde gehören derzeit die Ortschaften Maria Dreieichen, Mörtersdorf, Mold und Zaingrub.
Mit Ende des Jahres 2018 umfasst die Pfarre 432 Katholiken.