O primeiro santuário foi provavelmente construído em algum momento do século IV e continha apenas um altar na caverna onde se acredita que Maria tenha vivido. Uma estrutura maior foi encomendada pelo imperador romano Constantino I, que ordenou que sua mãe, Santa Helena, fundasse igrejas nos locais onde importantes eventos da vida de Jesus ocorreram. A Igreja da Anunciação foi fundada mais ou menos na mesma época que a Igreja da Natividade (no local do nascimento de Jesus) e da Igreja do Santo Sepulcro(onde ele foi sepultado).