La chapelle actuelle, inaugurée en 1896 et construite peut-être d'après les plans de l'architecte dijonnais Edouard Mairet, a remplacé un édifice gothique dont l'abside a cependant été conservée. Le site est le centre d'un pélerinage à une Vierge Noire du 12e siècle découverte à cet endroit en 1435 et conservée depuis 1862 dans l'église paroissiale Saint-Blaise dont la construction venait de s'achever. C'est la reprise de ce pélerinage en 1872 qui a motivé la construction de la nouvelle chapelle dont la 1ère pierre fut posée symoboliquement en 1877 pour susciter les souscriptions ( Bernard Sonnet, "Le monument à Notre-Dame-de-l'Etang", Mémoires de la Commission des Antiquités de Côte-d'Or, t. 37, 1993-1996, p. 397-411 et Notre-Dame-d'Etang, [S.l.], Amis de Notre-Dame-d'Etang, 1999)