První "mariánské" zjevení
Çova da Iria je náhorní planina ležící asi tři kilometry od Fatimy. Sem hnaly děti své stádo v neděli 13. května 1917. Když si po obědě stavěly zídku z kamenů, vyděsil je oslnivý záblesk. "Byla to prudká vlna oslnivého světla, ale nazvaly ji ,bleskem' (relampago), protože jiný výraz neznaly." (Barthas, 1955)
Rozběhly se domů, aby je nezastihl déšť. U malého zakrslého dubu je však překvapila další světelná vlna, a pak je zahalil zářivý jas tryskající od doubku. Uprostřed jasné záře spatřily "vznášející se postavu krásné ženy, zářící jasněji než slunce". K smrti vyděšené děti už už chtěly utéct, ale žena je uklidnila:
"Nebojte se, nic vám neudělám."
Nádherná "dáma" nebo "slečna", jak ji později popsaly, vypadala velmi mladě. Pokud se přidržíme záznamu badatelů, kteří se vydali po stopách této historie, působila na ně dojmem šestnácti až osmnáctileté dívky, která držela v sepjatých dlaních "růženec". Děti stály jako přikované. Když se Lucia vzpamatovala, zeptala se:
"Odkud jste?"
"Přicházím z nebe," odpověděla dívka.
"Z nebe? A co tady chcete dělat?"
Odpověď byla vyhýbavá: "Kdo jsem a co chci, vám povím v říjnu."
A poprosila je, aby na stejné místo přicházely vždy třináctého.
Rozhovor měl jednu zvláštnost. Francisco, který žádnou postavu neviděl, se starší sestřenice udiveně zeptal:
"Já nikoho nevidím, ty ano? Hoď po ní kamenem, poznáme, jestli tam někdo je."
Lucia, která postavu zřetelně viděla, se jí zeptala:
"Jak je možné, že vás Francisco nevidí?"
"Řekni mu, aby se pomodlil růženec. Pak mne uvidí," odpověděla.
Chlapec se začal modlit a najednou "krásnou dámu" uviděl také. Nedokázal s ní však hovořit, ani neslyšel její hlas. Během tohoto i při všech následujících setkáních to byla vždy jen Lucia, která byla schopna se zjevením mluvit.
Žena dětem nakonec řekla: "Brzy budete velmi trpět, ale milost Boží vám pomůže najít potřebnou sílu."
Přitom rozevřela dlaně a děti prostoupilo tajuplné světlo "jako svazek paprsků". Padly na kolena a začaly se horečně modlit. Nato se zjevení vzdálilo. Vznášelo se východním směrem, "úplně rovně, jako z jednoho kusu (socha)", až zmizelo ve slunci. (Lucia, 1942)
Rozhovor trval možná deset minut, ale děti byly ještě celé hodiny poté zmatené a překvapené. Jejich oči neustále hledaly na obloze "světelnou stopu postavy, která zmizela na východě" (Barthas, 1955).
Tato událost už se neutajila, a děti byly podrobeny církevním a posléze i úředním výslechům, při nichž byly označeny za podvodníky a lháře.

Druhé zjevení
Třináctého dne příštího měsíce šli malí pasáčci na známé místo. Doprovázelo je okolo šedesáti víceméně pochybujících zvědavců. Jeden z nich později vypověděl:
"Děti se zrovna modlily růženec, když blesk z čistého nebe ozářil krajinu jasným světlem. Dívky a Francisco uháněli k doubku. Slyšel jsem, co Lucia zjevení říká, ale nic jsem neviděl a neslyšel ani odpovědi."
Něčeho si však přece jen povšiml: "Byl červen a stromek byl plný mladých výhonků. Když Lucia říkala, že se dáma vzdaluje na východ, naklonily se tím směrem všechny výhonky, jako by o ně opravdu zavadily něčí šaty." (Tento fenomén se opakoval i při následujících zjeveních.)

Žena, kterou viděly jen děti, požadovala, aby se co nejdříve naučily číst a psát. Pak předpověděla jejich osud:
"Jacintu a Franciska si brzy vezmu k sobě. Ty, Lucio, musíš mezi námi zůstat déle. Ježíš potřebuje tvoje služby, aby mne lidé více uznávali a milovali."
Po těchto slovech opět rozevřela dlaně a vypustila na děti pronikavé světlo. "Francisco a Jacinta stáli ve svazku paprsků, který jako by stoupal k nebi." (Wagner & Lichy, 1981)
Pak žena opět "odplula" a zmizela ve slunci. Šedesátka svědků sice nic neslyšela, ale mnozí z nich pochopili, že nejde o výmysl ani dětský žertík. Doma ve Fatimě pak svorně vyprávěli o zázračné události v Çova da Iria.