Od 28 maja do 14 czerwca 1768 roku w miejscowej twierdzy-klasztorze bronili się konfederaci barscy pod wodzą Kazimierza Pułaskiego. W 1866 nastąpiła kasta klasztoru. Przy kościele utworzono parafię. Karmelici powrócili w 1918, ale w 1924 klasztor z kościołem przejęły władze sowieckie, z czasem tworząc w górnym kościele muzeum, a w dolnym kino. Cudowny obraz pozostawiono jako artystyczny zabytek. W 1941 roku wybuchł tu ogień. W kościele górnym ocalały jedynie mury, dolny zachował się w dobrym stanie. Obraz zaginął.
Po odzyskaniu niepodległości przez Ukrainę w 1991 roku powrócili na to miejsce karmelici bosi. Od tamtego czasu praktykowana jest tradycja corocznych pielgrzymek do Matki Bożej Berdyczowskiej na rocznicę koronacji obrazu. 19 lipca 1997 roku biskup kijowsko-żytomierski Jan Purwiński dokonał intronizacji nowego obrazu, który wcześniej poświęcił Jan Paweł II w czasie podróży apostolskiej do Polski w 1997. Trzecia koronacja obrazu odbyła się 16 lipca 1998 roku.
27 października 2011 roku sanktuarium Matki Bożej Berdyczowskiej zostało ogłoszone ogólnoukraińskim sanktuarium narodowym.