Édifiée au XIXe siècle, la chapelle néo-romane actuelle remplace un oratoire construit vers la fin du XVIe siècle. La construction de l’actuelle chapelle dure de 1895 à 1900. Elle est l'oeuvre de l'architecte Henri Mellet.
La légende veut que cet oratoire ait été érigé suite à la découverte d'une statuette de la Vierge Marie, trouvée dans un champ par un laboureur, au lieu-dit La Peinière, au nord-est de Saint-Didier, non loin de la Vilaine. Le paysan ramena la statuette chez lui, mais elle disparut et fut retrouvée à l'endroit même de sa découverte. L'histoire se répéta trois fois, et la population décida alors d'ériger un oratoire pour honorer la Vierge Marie.
Au commencement du XIXème siècle, un petit sanctuaire s'élevait près de la ferme de la Peinière.
Etait-il ancien ?
C'est probable, mais ce n'était qu'un simple oratoire où l'on ne pouvait dire la messe. On y honorait une statue de la Sainte Vierge grossièrement taillée en bois et au pied de laquelle s'opérèrent plusieurs guérisons merveilleuses. Le recteur de Saint-Didier, ayant constaté les faveurs obtenues du ciel en ce lieu par les pèlerins qui devenaient de plus en plus nombreux, fit construire en 1840 une vraie chapelle.
C'est celle qui existe encore à la fin du XIXème siècle.
Elle est précédée d'un porche avec escalier, au pied duquel coule une limpide fontaine. L'intérieur de l'édifice est bien décoré et rempli d'ex-voto. On y voit au-dessus de l'autel l'inscription suivante : "Cette chapelle a été bâtie par la piété des fidèles en 1840"
La statuette miraculeuse, dont la légende est semblable à toutes celles des statues vénérées en Bretagne, est renfermée dans une sorte de reliquaire, et une autre statue a été solennellement bénite à côté le 21 mai 1877.
Aujourd'hui, Notre-Dame de la Peinière est toujours un lieu de pèlerinage connu. Celui-ci a lieu habituellement le dimanche qui suit le 8 septembre, fête de la Nativité de la Vierge. Il est devenu depuis plusieurs années l’occasion d’un rassemblement diocésain en lien avec les grandes démarches pastorales.