Prima dell'attuale duomo la parrocchiale di Valvasone era la chiesa, non più esistente dal 1866, dedicata a Santa Maria delle Grazie e a San Giovanni (Battista o Evangelista), la quale, dopo l'erezione del nuovo tempio, fu soggetta a un declassamento, divenendo co-parrocchiale, e attraverso alterne vicende (nel 1485 su affidata ai frati Serviti, sostituiti nel 1665 dai Domenicani che vi restarono fino al 1770), si avviò verso un lento ma inesorabile declino, concluso con la sua definitiva demolizione nel 1866. 

Le origini della chiesa, sorta al di fuori della "cortina" e colpita anche dall'invasione turca del 1499, sono certamente di molto anteriori al 1330, l'anno in cui fu decisa la sua ricostruzione, perché l'edificio esistente era oramai considerato decrepito. 

Nel 1355, quando Valvasone si staccò dalla matrice di San Giorgio della Richinvelda e divenne sede parrocchiale indipendente, fu riconosciuta l'esistenza di una Confraternita delle Grazie legata alla chiesa, la quale aveva tra i propri privilegi quello di organizzare le processioni per implorare la pioggia, esibendo le Sacra Immagini; vi faceva riferimento pure una confraternita dedicata al Santo Rosario. 

Nel 1668, tre anni dopo l'arrivo dei frati Domenicani - giunti nel 1665 - presero avvio i lavori per una nuova sistemazione del sacro edificio, che durarono circa un ventennio, dando luogo ad una chiesa dotata di sette altari. In uno di essi era collocata, forse fin dalla prima metà del Trecento, l'icona che raffigura la Madonna allattante (o Galactotrofusa), ora in duomo, prezioso dipinto della prima metà del Trecento, dovuta a una bottega appartenente alla cosiddetta "Scuola Adriatica" da sempre oggetto di forte devozione popolare. Del complesso conventuale annesso all'antica chiesa resta parte del chiostro dei Serviti, il quale era posto di fronte ad essa, in un edificio, ora privato (nella piazzetta di via 4 Novembre) che mostra un primitivo impianto quattrocentesco, evidente soprattutto nella fronte, con un loggiato e un portone di elegante carattere rinascimentale, sebbene pesantemente modificato nel corso dell'Ottocento.