Tinha dez anos e não sabia ler nem escrever quando alegadamente viu, pela primeira vez, Nossa Senhora na Cova da Iria, juntamente com os primos Francisco e Jacinta Marto. Lúcia foi a única dos três primos que falava com a Virgem Maria: a sua prima Jacinta ouvia mas não falava, e Francisco, inicialmente, apenas observava os gestos de Nossa Senhora. Como tal, Lúcia foi a portadora do Segredo de Fátima. Nos primeiros tempos, a hierarquia católica se revelou cética sobre as afirmações dos "Três Pastorinhos" e foi só a 13 de outubro de 1930 que o bispo de Leiria tornou público, oficialmente, que as aparições eram dignas de crédito. A partir daí, o Santuário de Fátima ganhou uma expressão internacional, enquanto a Irmã Lúcia viveu cada vez mais isolada. Durante alguns anos ficou na Quinta da Formigueira em Frossos, Braga, propriedade do bispo de Leiria, D. José Alves Correia da Silva.