Maxey, Marcey ou Massey, « prœdium de Marceio », est cité dès le X siècle parmi les domaines acquis par Berthold, évêque de Toul. Longor y est également mentionné. La chapelle, construite d'abord au XIII siècle, a été restaurée et agrandie une première fois en 1536 par Jean Forget, chantre et chanoine de l'église de Toul.
Il y avait autrefois, auprès de la chapelle, un ermitage qui a disparu. La statue de la Vierge date du XIII siècle. La chapelle, du beau style ogival flamboyant, mesure en longueur 15,20 mètres et en largeur 7,50 mètres. Une inscription latine rappelle la restauration faite par Jean Forget.
Avant la Révolution, ce bénéfice appartenait au grand chantre de la cathédrale de Toul. M. Pellet de Bonneville, conseiller clerc au Parlement de Nancy, et dernier grand chantre, s'en rendit adjudicataire, lors de la vente des biens nationaux à l'époque de la Révolution. Elle appartint ensuite à divers propriétaires, et fut interdite à cause de son mauvais état en 1823. Le curé Beaurin la racheta le 8 octobre 1864 et en fit don à la fabrique le 24 août suivant. Restaurée et ornée, elle fut solennellement rendue au culte par l'évêque Hacquard, le 16 mai 1867.
La dernière restauration de la chapelle a lieu en 1996. La différence la plus remarquable est que le bâtiment qui était accolé à la droite de l'église et qui menaçait ruine a été détruit. Il s'agissait d'un corps d'habitation où résidait jusque vers les années 1970 un garde-chapelle.
Plusieurs des éléments de mobilier qui s'y trouvent sont classés monuments historiques au titre objets : un haut-relief représentant la Nativité depuis le 23 janvier 1964, sa cloche depuis le 21 décembre 1992, la plaque commémorative de sa restauration de 1536 et une statue de la Vierge à l'Enfant depuis le 7 décembre 1993.