Après la décision d'installation du 13 août 1451, puis celle d'une procession liturgique chaque veille de l'Assomption, l'Icône Notre-Dame de Grâce fut fêtée solenellement les 14-15 août 1452.
Dès lors, elle fut l'objet d'une vénération et d'un attachement sans faille. Les processions et les reproductions de l'Icône se multiplièrent et toutes les têtes couronnées, de passage à Cambrai, vinrent lui rendre hommage. Ainsi, pour ne prendre que les 20 années qui suivirent son arrivée, elle reçut la visite, entre autres, de Philippe le Bon, Charles le Téméraire, de Louis XI, lequel revint 2 fois en pèlerinage. Le siècle suivant vit par exemple, au pied de l'Icône, l'empereur Maximilien, François 1er, Charles-Quint et Henri IV. Le 17è siècle fut tumultueux pour Cambrai. Après bien des assauts, Cambrai, terre d'Empire, devint ville française en 1677. Louis XIV avec tous ses hommes d'armes vénérèrent Notre-Dame de Grâce. Quant au grand Fénelon, le Cygne de Cambrai, il célébrait chaque samedi la messe à l'autel Notre- Dame de Grâce.
L'événement marquant du 18e siècle fut la Révolution de 1789. La grande cathédrale romano-gothique fut détruite. L'Icône fut cachée pendant 2 ans dans la maison d'un ouvrier dénommé Macaire. Ayant ainsi échappé à toute atteinte, l'Icône, par un arrêté du Sous- Préfet, fut alors autorisée à être remise au maire de Cambrai pour être ensuite confiée à Mgr Belmas. Celui-ci la fit transporter, le 24 mars 1804, dans l'abbatiale du St-Sépulcre, nouvelle cathédrale qu'il venait de se choisir. L'évêque atteste lui-même que 100.000 personnes étaient entrées dans Cambrai pour participer à cette célébration de Notre-Dame de Grâce !
Le 19è siècle fut un siècle marial. En 1852, avec plus de 50.000 pèlerins, fut célébré le jubilé du 4è centenaire de l'installation de l'Icône dans la métropole. La fin du siècle vit 2 événements. Par décret du 12 décembre 1893, le pape Léon XIII décidait le couronnement de Notre-Dame de Grâce, ce qui fut fait, avec de grandes festivités, le 14 mai suivant, date désormais retenue pour la fête de Notre-Dame de Grâce dans toute la région apostolique. Puis, le 17 mars 1896, le pape Léon XIII érigeait la cathédrale métropolitaine en basilique pour honorer toujours plus l'Icône de Cambrai.
