Il santuario della Madonna dei Martiri, chiamata anche Stella Maris, fu fondato nel 1162. Il corteo marinaro nacque ufficialmente nel 1846. In passato la statua della Madonna veniva imbarcata direttamente dal santuario e condotta al largo da due bilancelle addobbate a festa; oggi dalla chiesa parte una processione, con i marinai che portano in spalla la sacra immagine fino al molo Pennello, da dove partono due o tre motopescherecci che si limitano a compiere un periplo all'interno del porto, scortati da un gran numero di imbarcazioni più piccole piene di fedeli. Per alcune ore il corteo sosta in mare, sotto lo sguardo e la partecipazione di migliaia di fedeli assiepati sulle banchine del porto e sui balconi; mentre i marinai a bordo dei pescherecci si tuffano in acqua, anche per sciogliere un voto fatto nel corso dell'anno. Al calare della sera si rientra presso la banchina San Domenico, dove la Madonna viene sbarcata, in attesa che una processione la riconduca al suo santuario la domenica successiva. Nella zona adiacente al porto si svolge inoltre una importante fiera specializzata nei settori del bestiame e degli attrezzi e strumenti per la pesca e l'agricoltura. Oggi sull'aspetto commerciale prevale quello festivo. Ai tradizionali falò si sono sostituite le luminarie elettriche e i cannoneggiamenti a salve sono stati rimpiazzati dai fuochi pirotecnici.

La statua della Madonna, scolpita in legno dall’artista napoletano Vergella, risale al 1840. Il culto ad essa tributato esprime l’intima relazione che lega Molfetta al mondo del mare e della pesca, legame che viene ogni anno ribadito con la solenne festa che si svolge nella prima metà di settembre, in cui convergono celebrazione religiosa e fiera commerciale (il nome comune della festa è infatti fiera di settembre.