La malattia di Paolina è considerata incurabile, ma lei vuole andare a Mugnano, in Italia, anche se il viaggio è difficile, addirittura folle, data la gravità delle sue condizioni. Paolina è affetta da un grave problema cardiaco, che si manifesta con delle palpitazioni; non riesce a mangiare e deve fare molta attenzione a non soffocare. Ha un momento di tregua alla fine di una novena a Santa Filomena e, sebbene sia gravemente malata, progetta di andare a Mugnano per recarsi sulla tomba di Santa Filomena, passando per Paray-le-Monial e Roma per ricevere la benedizione del papa.

Un'attrazione misteriosa spingeva Paolina verso la tomba di Filomena, considerata una martire, ma come esprimere questo desiderio e soprattutto come arrivarci da Lione, visto che era così malata da non poter più sopportare il minimo scossone?

A Roma viene accolta a Trinità dei Monti dalle sue amiche, le Suore del Sacro Cuore. Considerata la sua estrema debolezza, Gregorio XVI la onora con una visita. Vedendo Paolina a Roma in agonia, Papa Gregorio XVI si raccomanda alle sue preghiere "non appena avrà raggiunto il cielo". Paolina risponde: "Sì, Santissimo Padre, glielo prometto. Ma se al mio ritorno da Mugnano dovessi recarmi in Vaticano, Vostra Santità si degnerebbe di procedere senza indugio all'esame definitivo della causa di Santa Filomena?” E il Papa rispose: "Sì, sì, sì, figlia mia, perché allora ci sarebbe un miracolo di prim'ordine"! Il Papa promise tutto, certo di non dover adempiere: disse allora in italiano alla suora superiora, sicuramente appartenente alle Suore del Sacro Cuore della Trinità dei Monti, amiche di Paolina: "Sembra uscita dalla tomba. Non tornerà" (Catherine Masson, Pauline Jaricot, op. cit., p. 314).

Pauline Jaricot arriva a Mugnano l'8 agosto 1835, due giorni prima della festa di Santa Filomena. Nonostante sia in preda ad atroci sofferenze, viene accolta con gioia come fondatrice della Propagazione della Fede e del Rosario Vivente.

Paolina pregò tre giorni seduta su una sedia dinanzi al Corpo di Santa Filomena.

Al suo ritorno da Mugnano a Roma, Paolina si presenta in Vaticano. Il Papa non riesce a credere ai suoi occhi. Chiede a Paolina di camminare avanti e indietro, ringraziando Dio di aver fatto per lei meraviglie. "Paolina chiede allora al Papa di esaudire il suo desiderio e di erigere una cappella a Santa Filomena. «Sì, figlia mia – rispose - cercheremo di sollecitare lo studio della sua causa» e ne autorizzò il culto il 13 gennaio 1837” (Catherine Masson, Pauline Jaricot, op. cit., p. 316). 

Gregorio XVI trattiene Paolina a Roma per quasi un anno affinché si potesse accertare il miracolo in suo favore. Durante il suo soggiorno a Roma, Paolina avrà diversi incontri con Gregorio XVI, quasi sempre presenziati dal cardinale Luigi Lambruschini (ex nunzio a Parigi, divenuto cardinale il 30 settembre 1831 e segretario di Stato nel 1838, e che ottenne da papa Gregorio XVI l'approvazione solenne del Rosario Vivente), durante i quali si parlò spesso delle prove che la Chiesa affrontava e dei pericoli in Francia. 

Paolina approfittò del suo soggiorno per visitare la città di Roma e il Vaticano, ma anche per scrivere testi, in particolare la sua autobiografia. È in questo periodo che il Rosario Vivente viene affiliato all'Ordine Domenicano (Catherine Masson, Pauline Jaricot, op. cit., p. 317).

Lasciando Roma il 25 maggio 1836 per Firenze e Bologna, passando per Loreto, Paolina si ripromette di tornare.

Il suo ritorno a Lione fu salutato come un miracolo e lei riprese la sua opera. “Paolina, che ha 37 anni, si è rimessa in salute «con la sua fisionomia intelligente, intrisa di mansuetudine, i suoi grandi occhi spiritualizzati dalla fiamma delle effusioni estatiche» , scrive David Lathoud, ma anche con « la sua cuffietta, il manto nero del suo corto cappotto da pellegrina, l'eucologio in mano, la si potrebbe facilmente prendere per una religiosa»” (Catherine Masson, Pauline Jaricot, op. cit., p. 317).

Nella casa di Lorette, Paolina incarica l'abate Rousselon di far erigere una cappella a Santa Filomena, in segno di riconoscenza per la sua guarigione sulla tomba della santa. Questa viene presto eretta vicino alla salita di Saint-Barthélemy: una piccola cappella con una ventina di posti, costruita dall'architetto Antoine Chenavard (1787-1883) e che riproduce in miniatura la chiesa di Mugnano. Viene inaugurata nel novembre 1839. I pellegrini possono recarvisi in qualsiasi momento per pregare senza passare attraverso la casa o la zona recintata della proprietà.

Appena tornata nel 1836, Paolina si reca ad Ars, a circa quaranta chilometri da Lione, per portare una reliquia di Filomena: i frammenti dell'omero. Jean-Marie Vianney osserva con ammirazione la salute ritrovata di Paolina. "Il suo cuore trabocca di gratitudine a Dio per questo miracolo, ma non mostra stupore, perché sa che tutto è prodigio che viene da Dio. Rimangono in silenzio per un po'. Sono passati due anni dal loro ultimo incontro. Paolina è piena di gioia, dopo aver aspettato così a lungo questo momento di felicità” (Jean Barbier, Le curé d’Ars et Pauline Jaricot, Lyon, Ed. & Imprimeries du Sud-Est, 1952, p. 90-91). 

Il curato riceve "i resti della Vergine greca con una gioia inesprimibile. Ride e piange e dice a Paolina che esporrà le reliquie nella sua chiesa” (Jean Barbier, Le curé d’Ars et Pauline Jaricot, op. cit., p. 92).

Questa vergine è spesso presentata come una "principessa greca" che "venne a Roma, fu amata da Diocleziano per la sua bellezza, ma promessa a Gesù Cristo con il voto di verginità, rifiutò e pagò la sua insubordinazione con una morte terribile (Jean Barbier, Le Curé d’Ars et Pauline Jaricot, op. cit., p. 76). 

A Mugnano, Santa Filomena era nota soprattutto per i suoi miracoli e la sua morte per la fede.