Selon une tradition locale, au 12e siècle, un berger nommé Guillaume, natif d'Eygliers et manchot de naissance, aurait prédit la destruction de Notre-Dame-de-la-Calme, prieuré de l'abbaye d'Oulx, par une inondation de la Durance. Il aurait alors conseillé de le déplacer au pied du Rocher du Bouchet (Mont-Dauphin), sur la rive droite de la Durance. D'abord incrédule, le prieur aurait cru au présage, car à la suite d'un miracle Guillaume aurait reçu une seconde main. Il devint plus tard le prieur du nouvel établissement qui prit son nom. Après la mort du saint, la chapelle devint un lieu de pèlerinage important pour les habitants des communes proches qui venaient y vénérer la main miraculeuse de Saint-Guillaume. En 1622 la pratique en est attestée dans les archives locales, au sujet de la procession et des frais du repas offert aux dignitaires et au clergé. En 1668 un ermite y est établi. Le pèlerinage s'est ainsi perpétué jusqu'à la fin du 20e siècle. La voûte de la chapelle a été détruite à la fin du 17e siècle pour récupérer les pierres nécessaires à la construction des fours de la place forte de Mont-Dauphin. En 1853, à la demande de l'archevêque d'Embrun, la voûte est reconstruite, tandis que le dallage est refait à neuf.