Cudowny obraz przedstawiający Zaśnięcie i Wniebowzięcie Matki Boskiej namalowany w pierwszej ćwierci XVI w. na deskach lipowych i jodłowych (205 x 141 cm) techniką temperową, należy do dzieł malarskich z przełomu stylów: późnogotyckiego i wczesno -renesansowego, szkoły małopolskiej. Przedstawia dwie sceny: Zaśnięcia Najświętszej Maryi Panny (w dolnej części obrazu) oraz przyjęcia Maryi w niebie przez Chrystusa (górna część).
Powszechna tradycja mówi, że obraz Matki Boskiej szedł z Węgier do Polski nie jedną, ale dwiema drogami: raz przez Przełęcz Dukielską, a drugi przez Pakoszowskie Działy. I rzeczywiście; kapliczki postawione na rzekomych miejscach odpoczynku obrazu wyraźnie zdają się potwierdzać tradycję. Wytyczają dwie różne trasy. Legenda o obrazie starowiejskim – w interpretacji F. Kotuli – zawiera podobne w swej treści wydarzenia zawarte w tzw. dużej legendzie podanej po raz pierwszy przez o. Iwana Czeżowskiego SI w książce pt. „Koronacja cudownego obrazu NMP pod wezwaniem Matki Miłosierdzia w kościele oo. Jezuitów w Starej Wsi pod Brzozowem”, wydanej w roku 1877. Duża legenda autorstwa o. Czeżowskiego należy do tzw. gatunku pobożnych historii.
Druga połowa XIX wieku stanowi ważny okres w dziejach kultu obrazu Matki Boskiej Starowiejskiej. 8 września 1877 roku nuncjusz papieski z Wiednia, arcybiskup Ludwik Jacobini, uroczyście koronował cudowny obraz Zaśnięcia i Wniebowzięcia Matki Boskiej. Złotą koronę na dolną scenę obrazu, przedstawiającą Zaśnięcie NMP, wykonał złotnik krakowski, Lewkowicz. W celu upamiętnienia tego doniosłego wydarzenia, w tym samym jeszcze roku, w kościele starowiejskim wmurowano tablicę marmurową. Od tego pamiętnego wydarzenia Matka Boża w cudownym starowiejskim obrazie jest Ozdobą Pogórza, Matką Bożą Starowiejską, Matką Bożą Miłosierdzia. Dekretem papieża Piusa XI z 7 sierpnia 1927 r. starowiejskie sanktuarium otrzymało godność „bazyliki mniejszej”.
W drugiej połowie XX wieku, kiedy przez Polskę przeszła fala podpalaczy zabytkowych świątyń i obrazów, zbrodnicza ręka nie ominęła również Starej Wsi. 6 grudnia 1968 r. o godzinie 5 rano w zagadkowych okolicznościach spłonął cudowny znak kultu Maryjnego i pomnik kultury polskiej z przełomu XV i XVI wieku. Wiernego odtworzenia obrazu ze Starej Wsi podjęła się Maria Niedzielska z Krakowa. 10 września 1972 r. kopię obrazu Matki Boskiej Starowiejskiej koronował powtórnie prymas Polski, kardynał Stefan Wyszyński, w asyście biskupów przemyskich: Ignacego Tokarczuka, Stanisława Jakiela, Tadeusza Błaszkiewicza oraz biskupa opolskiego Wyciska. Na uroczystości obecna była autorka kopii cudownego obrazu. We wrześniu 1978 r., w setną rocznicę koronacji, uroczystą Mszę przed cudownym obrazem odprawił metropolita krakowski, kardynał Karol Wojtyła – późniejszy papież Jan Paweł II.
Do starowiejskiego sanktuarium pielgrzymowali także: prymas Polski August kardynał Hlond, Adam kardynał Sapieha, prymas Polski Józef kardynał Glemp, Franciszek kardynał Macharski, arcybiskupi: Eugeniusz Baziak, Adam Kozłowiecki, Jerzy Ablewicz, Bronisław Dąbrowski. 29 maja 1938 r. przybył tutaj 2. Pułk Strzelców Podhalańskich z Sanoka pod dowództwem pułkownika Zygmunta Csadka złożył przed cudownym wizerunkiem uroczyste ślubowanie oraz dziękczynne wotum w postaci złotego ryngrafu. Wśród wielu pielgrzymek zbiorowych tradycyjnie już wędrują do Starej Wsi wierni z Humennego na Słowacji oraz mieszkańcy podrzeszowskiego Tyczyna – ci ostatni na odpust 8 września 2002 r. przybyli po raz 275.
