É conhecida a devoção Mariana do Papa e é nesse âmbito que surgem alguns sinais de particular ligação a Nossa Senhora de Fátima.
2- Antes de deixar a Argentina para partir para o Conclave onde viria a ser eleito Papa, o ainda arcebispo celebrou missa na paróquia de Nossa Senhora de Fátima.
3- Depois da eleição, mas ainda no Vaticano, o Papa Francisco pediu por duas vezes a D. José Policarpo, o então Cardeal patriarca de Lisboa que também participou no conclave, para consagrar o seu ministério pastoral, como sucessor de Pedro, a Nossa Senhora de Fátima. O pedido viria a ser cumprido 2 meses depois.
4- No seu primeiro Ângelus, ao meio-dia, com a Praça de S. Pedro cheia falou de Nossa Senhora de Fátima, ao lembrar a passagem da imagem por Buenos Aires, em 1992.
5- No dia 13 de maio de 2013, os bispos portugueses consagraram o pontificado do Papa Francisco a Nossa Senhora de Fátima.
6- A pedido do Papa, a imagem de Nossa Senhora de Fátima que se encontra na capelinha das Aparições esteve em Roma, em outubro de 2013, para o encerramento da Jornada
Mariana, promovida pelo Pontifício Conselho para a Promoção da Nova Evangelização, no âmbito da celebração do Ano da Fé.
7- Durante a catequese do dia 13 de maio de 2015, o Papa lembrando o dia de Nossa Senhora de Fátima convidou todos a multiplicar os gestos diários de veneração e imitação da Mãe de Deus. E depois pediu ao leitor português presente na Praça de São Pedro:"...Ao meu irmão português que neste dia da Virgem de Fátima recite em português uma Ave-Maria a Nossa Senhora, e todos em silêncio."
8- No 11 de maio de 2016, no Vaticano, o Papa Francisco associou-se à celebração do 13 de maio, na Cova da Iria e recordou a devoção de São João Paulo II por Nossa Senhora de Fátima. Perante milhares de pessoas reunidas na Praça de São Pedro para a audiência pública semanal, o Papa evocou alguns dos conteúdos centrais das aparições.
9- Nesse dia a sua conta no Instagram tinha uma imagem de Nossa Senhora de Fátima e a legenda: «Mãe, nós Te agradecemos pela Tua fé; renovamos a nossa entrega a Ti».
10- Em 2017 no âmbito das Jornadas Mundiais da Juventude, o Papa enviou uma mensagem aos jovens católicos, desafiando-os a deixar a sua marca no mundo e na Igreja e dando como exemplo a Virgem Maria, no centenário de Fátima.