Precieze gegevens die met zekerheid uitsluitsel geven over de oorsprong van de eerste Heidekapel zijn er niet. Enerzijds is geschiedenis van de Heidekapel gerelateerd aan de jaarlijkse processie die te Waasmunster vanouds op 25 maart, feestdag van Maria Boodschap, doorgaat. In 1351 werd door Philip d’Arbois bisschop van Doornik tijdens zijn verblijf in de abdij Roosenberg te Waasmunster de ommegang ingesteld. Aan dit feit koppelen auteurs het vermoeden dat er toen al een kapelletje op de Heide bestond. Ook de promotie van de devotie tot Onze-Lieve-Vrouw van Zeven Weeën in de 15de eeuw zou mogelijk kunnen hebben geleid tot de oprichting van de kapel. Wellicht ging het aanvankelijk om een boomkapelletje, vooraleer een eigenlijke kleine bidplaats gewijd aan Onze-Lieve-Vrouw ter Heiden werd gebouwd. Volgens sommige bronnen (onder meer De Potter en Broeckaert) dateert het oudste deel van de Heidekapel nog uit het eind van de 15de eeuw, andere auteurs plaatsen deze gotische constructie in de 16de eeuw. Tijdens de godsdiensttroebelen in 1578 zou mogelijk ook deze kapel vernield zijn en nadien hersteld. Vast staat dat de Gentse bisschop A. Triest in 1641 toestemming verleende aan de baljuw van Sombeke om het vervallen kapelletje van Onze-Lieve-Vrouw ter Heiden te verbouwen en te vergroten tot een grotere Mariakapel. De voorgevel werd daarbij aangepast (gedateerd 1641). De werken werden voor de helft betaald door de heer van Sombeke. Op 2 mei 1643 werd het altaar door bisschop Triest gewijd aan Onze-Lieve-Vrouw altijd Maagd. Eén van de vele fondaties aan de kapel betrof de schenking van de grond rondom de Heidekapel (28.04.1644). De aangroeiende toeloop van bedevaarders maakte een vergroting van de kapel noodzakelijk. Bisschop Philippus van der Noot gaf daarvoor toestemming op 24.03.1710. De zeshoekige vergroting die sindsdien het koor bevat werd toen gerealiseerd. In opdracht van de pastoor werd in 1778 tegen de zuidelijke koorzijde een sacristie toegevoegd. Eind Tweede Wereldoorlog (1940-45) werden vooral de glasramen van de Heidekapel door oorlogsschade getroffen; gerestaureerd door Cesar van Hevele (Gent). De nodige herstellingswerken volgens restauratieplannen in 1978 opgemaakt door architect Fernand Weyers (Sint-Niklaas), gingen in 1980-81 in uitvoering.

Tijdens wereldoorlog II viel een bom niet ver van de Heidekapel waardoor alle glasramen in stukken vlogen. Nieuwe glasramen werden geschonken door familieleden van De Lovinfosse en zijn nog zichtbaar in de kapel.