Στις 13 Μαΐου του 1917, τρία βοσκόπουλα, η Λουσία Ντος Σάντος (10 ετών) και τα ξαδέλφια της Φρανσίσκο και Ζασίντα Μάρτο, 9 και 7 ετών αντίστοιχα, είδαν ένα όραμα έξω από το χωριό Φάτιμα της Κεντρικής Πορτογαλίας. Παρουσιάστηκε μπροστά τους η Παναγία μέσα σ’ ένα λαμπρό σύννεφο και τους ανήγγειλε πως θα εμφανιζόταν στο ίδιο σημείο κάθε 13 του μήνα, έως τον Οκτώβριο.
Τους προέτρεψε σε μετάνοιες και πράξεις αυτοτιμωρίας για τη σωτηρία των αμαρτωλών, ενώ τους ανακοίνωσε και τρεις προφητείες.
Σε κάθε προαναγγελθείσα εμφάνιση της Παναγίας συγκεντρώνονταν όλο και περισσότεροι πιστοί, αν και την έβλεπαν μόνο τα τρία παιδιά. Αυτό κίνησε το ενδιαφέρον του δημάρχου της Φάτιμα, Αρτούρ Σάντος, ο οποίος ήταν αντιμοναρχικός και μασόνος. Συνέλαβε τα παιδιά στις 13 Αυγούστου και προσπάθησε να τους αποσπάσει το μυστικό με την απειλή βασανιστηρίων. Αυτά όχι μόνο δεν αποκάλυψαν το μυστικό, αλλά κατάφεραν να πείσουν και τους λοιπούς συγκρατούμενούς τους να αναπέμψουν ύμνος προς την Παναγία.
Τα τρία παιδιά είδαν την Παναγία αντί στις 13, στις 19 Αυγούστου. Η Θεομήτωρ τους αποκάλυψε ότι με την τελευταία εμφάνισή της, στις 13 Οκτωβρίου, θα γινόταν ένα θαύμα, για να πιστέψουν και οι άπιστοι. Πράγματι, την ημέρα αυτή 70.000 άνθρωποι έδωσαν το παρών στη Φάτιμα, ανάμεσά τους και πολλοί δημοσιογράφοι και φωτορεπόρτερ.
Ο ουρανός ήταν σκοτεινός και έβρεχε καταρρακτωδώς. Ξαφνικά άνοιξε και όλοι είδαν τον ήλιο να «χορεύει», αλλάζοντας συνεχώς χρωματισμούς. Το περιστατικό επιβεβαίωσαν με ρεπορτάζ τους οι εγκυρότερες εφημερίδες της χώρας, ακόμη και ένας καθηγητής οφθαλμολογίας, που είχε προσληφθεί ως σχολιαστής από ένα έντυπο. Τα παιδιά επιπροσθέτως ανέφεραν ότι είδαν εκτός από την Παναγία, τον Ιησού Χριστό και τον Ιωσήφ.
Πολύ αργότερα, ο βενεδικτίνος ιστορικός των επιστημών πατήρ Στάνλεϊ Γιάκι έδωσε τη δική του εξήγηση για το συμβάν. Θεώρησε ότι το φαινόμενο μπορεί να ήταν μια ψευδαίσθηση που προκλήθηκε από ατμοσφαιρική αναστροφή, αλλά η αποκάλυψη του φαινομένου από την Παναγία στα παιδιά ήταν θαύμα, όπως είναι και η επίσημη θέση της Καθολικής Εκκλησίας.
Ιδιαίτερος λόγος έχει γίνει και για τις τρεις προφητείες, οι οποίες φυλάχτηκαν ως μυστικό από τα παιδιά, για ν’ αποκαλυφθούν όταν έρθει το πλήρωμα του χρόνου. Η πρώτη περιέγραφε μία φρικιαστική εικόνα της κόλασης, ενώ η δεύτερη προέβλεπε το τέλος του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου και την έναρξη του Δευτέρου. Η τρίτη αποτέλεσε πραγματικό μυστήριο. Επιδιώχθηκε να αποσιωπηθεί από το Βατικανό και όταν αποκαλύφθηκε σχεδόν 80 χρόνια αργότερα, το Πάσχα του 2000, έλαβε διάφορες ερμηνείες, λόγω του διφορούμενου χαρακτήρας της.
Σύμφωνα με την Καθολική Εκκλησία, η τρίτη προφητεία αφορούσε στην απόπειρα δολοφονίας του Πάπα Ιωάννη Παύλου Β’ από τον τούρκο γκρίζο λύκο Μεχμέτ Αλί Αγκτζά, κατά την επέτειο του θαύματος, στις 13 Μαΐου 1981, στην Πλατεία του Αγίου Πέτρου της Ρώμης. Πολλοί, όμως, αμφισβητούν αυτή την ερμηνεία, υποστηρίζοντας ότι η προφητεία περιγράφει ακόμη και το τέλος του κόσμου.
Ένα χρόνο αργότερα, ο Πάπας Ιωάννης Παύλος Β’, επισκεπτόμενος το προσκύνημα της Φάτιμα, έγινε στόχος και δεύτερης απόπειρας δολοφονίας, αυτή τη φορά από τον ισπανοβέλγο κληρικό Χουάν Φερνάντεθ ι Κρον, οποίος θεωρούσε τον συγκεκριμένο Πάπα «άνθρωπο της Μόσχας», λόγω των μεταρρυθμίσεων που προωθούσε στους κόλπους της Καθολικής Εκκλησίας. Οι δυνάμεις ασφαλείας τον συνέλαβαν, λίγο προτού επιτεθεί με ξιφολόγχη εναντίον του Ποντίφικα.
Το Θαύμα της Φάτιμα δεν έμεινε χωρίς αντίλογο. Συνέβη σε μία περίοδο που οι μασόνοι είχαν μεγάλη επιρροή στην Πορτογαλία και προσπάθησαν να περιορίσουν την εξουσία της Καθολικής Εκκλησίας, ιδίως μετά την αντιμοναρχική Επανάσταση του 1910. Πολλοί αντικληρικαλιστές θεωρούν το Θαύμα της Φατίμα ως μία προσπάθεια της Καθολικής Εκκλησίας να ανακτήσει την απολεσθείσα πολιτική της δύναμη.
Στα μέσα της δεκαετίας του ’20 ο δικτάτορας Σαλαζάρ ενθάρρυνε το προσκύνημα της Φάτιμα, που μέχρι τότε κινούνταν στην ημιπαρανομία, για να γίνει πολύ γρήγορα ένα από τα τρία Φ που καθορίζουν την Πορτογαλική εθνική ταυτότητα: Φάδο, Φάτιμα και Φούτμπολ.
Μετά το Θαύμα της Φάτιμα, η Λουσία Ντος Σάντος έγινε μοναχή και πέθανε το 2005, σε ηλικία 97 ετών. Κατά τη διάρκεια της μακρόχρονης ζωής της είδε και άλλες φορές την Παναγία. Μετά τον θάνατό της, ο καρδινάλιος Ράτζινγκερ (νυν Πάπας Βενέδικτος ο 16ος) διέταξε να σφραγιστεί ο τάφος της, προκειμένου να ξεκινήσει η διαδικασία αγιοποίησής της. Τα ξαδέλφια της έφυγαν πολύ νωρίς από τη ζωή, θύματα της ισπανικής γρίπης, ο Φρανσίσκο το 1919 σε ηλικία 11 ετών και η Ζασίντα το 1920 σε ηλικία 10 ετών. Τα δύο αδέλφια ανακηρύχθηκαν Όσιοι από τον Πάπα Παύλο Ιωάννη Β’ το 1989.
Σήμερα, εκατομμύρια πιστοί συρρέουν κάθε χρόνο στη Φάτιμα για να προσκυνήσουν στο μέρος όπου εμφανίστηκε η Παναγία, αποφέροντας πολύτιμο συνάλλαγμα στην περιοχή. Στο σημείο έχει δημιουργηθεί και μία πηγή, στα νερά της οποίας λέγεται πως όποιος μπει θεραπεύεται από κάθε ασθένεια.