A principios del siglo XVII el culto a Rosalia estaba casi olvidado. El 26 de mayo de 1624, una mujer moribunda, Girolama Gatti, vio en sueños a una joven vestida de blanco, que le prometió que se curaría si hacía el voto de subir al monte Pellegrino para darle las gracias. La mujer, aún afiebrada, subió al monte con dos amigos, bebió el agua que goteaba de la cueva, se sintió curada y cayó en un sueño reparador, soñando de nuevo con la joven vestida de blanco, que le indicaba el lugar donde estaban enterrados sus restos.

El suceso fue comunicado al cercano convento de los frailes ermitaños franciscanos, que durante el siglo anterior con su padre suprior Benedetto el Moro (1526-1589) habían intentado sin éxito encontrar las reliquias de Rosalía. Ahora reanudaron su búsqueda, y el 15 de julio de 1624, a cuatro pies de profundidad, encontraron un peñasco de seis palmos de largo y tres de ancho, al que estaban adheridos huesos humanos.

Por orden del cardenal Giannettino Doria, arzobispo de Palermo, el canto rodado fue trasladado a su capilla privada, donde los restos fueron examinados por teólogos y médicos; el resultado fue decepcionante, el equipo afirmó que los huesos podían pertenecer a más cuerpos y ninguno de los tres cráneos encontrados parecía pertenecer a una mujer.

El cardenal no estaba convencido y nombró una segunda comisión. Mientras tanto, en el verano de 1624, Palermo se vio afectada por una peste, que empezó a cobrarse miles de víctimas. El cardenal reunió a las autoridades y a la población en la catedral, y todos juntos rezaron a la Virgen María, jurando defender el privilegio de la Inmaculada Concepción, que justo entonces estaba siendo muy debatido en la Iglesia, y al mismo tiempo juró declarar a Santa Rosalía patrona de Palermo, y venerar sus reliquias, en caso de que pudieran establecerse.

Otro extraño suceso había ocurrido en la misma época. El 25 de abril de 1624 dos albañiles palermitanos, trabajando en el monasterio dominicano de Santo Stefano, descubrieron en una cueva de Quisquinia una inscripción en latín, hasta entonces desconocida por todos, que se creía grabada por la propia Santa Rosalía en vida. La inscripción decía: «Yo Rosalía, hija de Sinibaldo, señor de Quisquina y (Monte) de las Rosas, por amor a mi Señor Jesucristo, decidí vivir en esta cueva»; esta inscripción confirmaba el lugar de su anterior ermita, desde donde se había trasladado posteriormente a Monte Pellegrino.

El 11 de febrero de 1625 el segundo equipo de expertos determinó que los huesos pertenecían claramente a una persona femenina, y sobre los tres cráneos descubrieron que dos eran una jarra de arcilla y una piedra grande, mientras que el tercero, que al principio parecía demasiado grande, estaba engrosado por depósitos de piedra caliza, que una vez retirados revelaron un cráneo femenino; también el primer equipo volvió a examinar los restos y estuvo de acuerdo con el resultado de esta segunda comisión.