Pendant des siècles, des pèlerins vinrent à Diegem invoquer saint Corneille, surtout contre les convulsions des enfants et le « haut mal » (l'épilepsie), mais aussi contre la goutte, la paralysie et la coqueluche. Les offrandes en argent et en nature étaient si abondantes que la fabrique d'église de Diegem comptait parmi les plus riches de la région ; elles ont sans doute aussi permis la flèche de pierre.
Une confrérie depuis 1462
Un acte du 16 mai 1462 parle déjà des terres de la « bruederscap van Sente Cornelys van Dyeghem ». Ses membres venaient de dizaines de villages, d'Anderlecht et d'Aarschot à Malines et Zaventem. Un registre du XIXe siècle mentionne même le roi Alphonse XIII d'Espagne (1890) et plusieurs princesses. Faute de preuve d'une érection canonique, l'autorisation officielle fut obtenue de Rome en 1819.
Comment se faisait le pèlerinage
On faisait en priant trois fois le tour de l'église à l'extérieur, puis trois fois à l'intérieur, on assistait à la messe, on vénérait la relique, on déposait son offrande et on faisait inscrire le malade ou toute la famille dans la confrérie. Suivait une neuvaine de neuf jours, avec la litanie du saint et l'eau de la source Saint-Corneille. Pour ceux qui ne pouvaient venir eux-mêmes, le petit drapeau de pèlerinage prouvait que quelqu'un d'autre avait fait le voyage. Parfois il fallait être neuf ; qui ne réunissait pas ce nombre pouvait faire appel aux élèves de l'école des filles.
Les grands jours étaient le lundi et le mardi de Pâques, ainsi que la fête du saint le 16 septembre, célébrée depuis 1713 le dimanche suivant. Chaque premier mardi du mois, une messe était dite à 10 heures pour les membres de la confrérie ; cette tradition existe toujours. La source Saint-Corneille, dans la St.-Corneliusstraat, à hauteur des maisons 10 et 12, était bénie chaque année le lundi de Pâques ; les pèlerins en emportaient l'eau pour ceux qui souffraient de convulsions ou d'épilepsie. En 1899, la commune ferma le puits et y installa une pompe.
Les petits drapeaux de pèlerinage existaient déjà lors de l'achèvement de l'église en 1543. Vers 1700, l'église les faisait imprimer par milliers : 1 300 en 1699, 4 000 en 1703. Une plaque de cuivre d'après 1654, montrant la nouvelle flèche, Corneille avec un épileptique à ses pieds et Catherine avec sa roue, est toujours conservée au musée municipal de Bruges. L'inscription dit : « S. Cornelis, patroon tegen de vallende sieckte tot Dieghem ».
Des offrandes vivantes
Les fermiers offraient des porcelets, des pigeons, des canards, des poules et des lapins, plus tard parfois des têtes de porc, et versaient grain, froment, avoine et orge dans un grand coffre au fond de l'église. Pour débarrasser les pèlerins de leurs offrandes bruyantes dès l'entrée, le curé Forneville fit construire en 1775, à côté de la maison des pèlerins, un « poulailler » muni d'un petit volet coulissant donnant sur l'église. Après la grand-messe, le sacristain ou un marguillier présentait les animaux depuis une estrade de pierre à grille de fer près du portail nord et les vendait aux enchères ; le produit allait au tronc de saint Corneille. Cela se fit pour la dernière fois vers 1968.
De la fête religieuse à la kermesse
En 1911, un journaliste bruxellois décrivit la foule du lundi de Pâques : quiconque descendait du tram à Diegem devait se frayer un chemin dans la cohue. Autour de l'église, malades et estropiés étaient assis dans l'herbe, les pèlerins tournaient en rangs serrés autour de l'édifice, les femmes dans leurs plus beaux habits. Une vieille femme vendait des petits cierges à deux centimes, le sacristain vendait aux enchères des lapins tenus par les oreilles, puis tout le monde partait à la kermesse, avec chanteurs de rue, charlatan sur un carrosse doré, saucisses et tartes aux prunes.
Le pèlerinage du lundi de Pâques, appelé dans la région « Pasen-Diegem », attire toujours des visiteurs ; les habitants de Diegem, eux, y vont traditionnellement le mardi de Pâques. Après la grand-messe, on vénère la relique et l'on peut encore s'inscrire dans la confrérie. Autour de ces jours de fête s'est développée une kermesse de trois jours sur la place du marché, entre l'église et le château. Une seconde kermesse a lieu le deuxième dimanche de septembre.
Le pèlerinage dans l'art
Le pèlerinage inspira de nombreux artistes. Charles de Groux (1825-1870) et Constantin Meunier (1831-1905) peignirent le pèlerinage du lundi de Pâques à Diegem, et Georges Eekhoud le décrivit dans son livre Kermesses (1884). Il existe aussi des gravures notamment d'E. Duyck, d'Arthur Peeters, de Decaux (1886) et de P. Lauters.