Ein niederländischer Goldwäscher soll um 1500 hier in der Nähe eine Erscheinung gehabt haben. Die darauf (im Jahr 1518) errichtete Kapelle hielt den Pilgerströmen nicht stand und wurde abgerissen. Ein aus dem bernischen Frybach vor dem Bildersturm der Reformation gerettetes Gnadenbild bildete den Grundstein der Wallfahrten nach Werthenstein. Die heutige Kirche wurde ab 1608 errichtet, bis 1636 erfolgte der Bau des Franziskanerklosters, um die Pilgerscharen zu betreuen. In der Hochblüte der Wallfahrt im 17./18. Jh. pilgerten pro Jahr mehrere zehntausend Menschen nach Werthenstein - und brachten dem Ort einigen Wohlstand. Mit den Jakobsweg-Wanderern und -Pilgern auf dieser Route nehmen die Pilgerzahlen heute wieder zu; Werthenstein ist erneut Etappenort für Pilger, aber auch für Freizeit-Bewegte auf ihren Touren.

Der relative Wohlstand aus den Einkünften mit den Pilgern bildete die Voraussetzung für die Fusion der Gemeinde Werthenstein mit den verarmten Nachbarn Wolhusen-Markt (1854) und Schachen (1889). Verwirrend sind deshalb die Grenzverhältnisse: Während die Hälfte des Nachbarorts Wolhusen zum Werthersteiner Gemeindegebiet zählt, gehört umgekehrt Werthenstein-Unterdorf zu Ruswil. Gäste und Pilger braucht dies wenig zu stören. Nebst der Wallfahrtskirche gehören zahlreiche weitere Kapellen sowie die alte Emme-Holzbrücke von 1710 am Fuss des Klosterhügels zu den Sehenswürdigkeiten. Werthenstein liegt zudem unmittelbar vor den Toren zur UNESCO Biosphäre Entlebuch.