Maxey, Marcey ou Massey, « prœdium de Marceio », est cité dès le Xe siècle parmi les domaines acquis par Berthold, évêque de Toul. Longor y est également mentionné. La chapelle, construite d'abord au XIIIe 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 XIIIe 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.
La légende du lieu nous raconte pourquoi cette chapelle a été bâtie ici. Il y a un temps reculé (probablement au Moyen-âge) où un grand seigneur des environs fut fait prisonnier. Il parvint, quoique chargé de chaînes, à s'évader du cachot où il était retenu, après avoir fait vœu, s'il recouvrait la liberté par l'intercession de la Vierge Marie, de lui élever un oratoire. Étant arrivé en ce lieu, exténué de fatigue, mourant de faim, blessé par ses fers, il adressa de nouveau d'ardentes supplications au ciel et les fers du captif s'ouvrirent soudain.
Une fois libre, ce seigneur tint sa promesse et fit bâtir la chapelle de Massey. Encore aujourd'hui, nous pouvons voir dans le chœur une partie des chaînes ayant entravé ce seigneur.
Une source réputée miraculeuse coule le long de la chapelle. Sur le chemin qui y mène, un monument rappelle la visite en ce lieu, en février 1429, de Jeanne d'Arc.