Com projeto de Gerardus Samuel van Krieken (1864-1933), iniciou-se com o lançamento da primeira pedra, a 13 de maio de 1928. A sagração do templo ocorreu a 7 de outubro de 1953. A fachada da Basílica é precedida por imponente escadaria que se prolonga numa colunata, da autoria do arquiteto António Lino (1909-1961). Na sua estrutura formal, Basílica e colunata abraçam o amplo recinto de oração, num anfiteatro aberto ao mundo, destinado à promoção espiritual e à participação da assembleia.

O conjunto escultórico da colunata (executado a partir de 1953) expressa a criatividade dos escultores Álvaro de Brée (1903-1962), António Duarte (1912-1998), Leopoldo de Almeida (1898-1975), Salvador Barata Feyo (1899- 1990), Domingos Soares Branco (1925-2013), Maria Amélia Carvalheira (1904-1998), Sousa Caldas (1894-1965), Vasco Pereira da Conceição (1914-1992), Irene Vilar (1930- 2008), José Manuel Mouta Barradas (1960) e Vítor Godinho Marques (1964). A escultura que representa o Imaculado Coração de Maria, colocada no centro da fachada da basílica a 13 de maio de 1958, é uma obra da autoria do escultor e frade dominicano Thomas MacGlynn (1906-1977).

No interior do templo, as obras de arte são igualmente representativas. Maria Amélia Carvalheira (1904- 1998) é autora da escultura de São Domingos de Gusmão. Martinho Felix de Brito criou as de Santo António Maria Claret e de São João Eudes e António Amaral Paiva a de Santo Estêvão da Hungria. A representação dos pastorinhos ficou a cargo de dois escultores contemporâneos. José Rodrigues concebeu a de São Francisco Marto e Clara Menéres a de Santa Jacinta Marto. Os 14 bronzes dourados dos Mistérios do Rosário, da autoria de Martinho de Brito, apresentam espontaneidade emocional e coerência da linguagem plástica.

O alto-relevo da abóbada da capela-mor é da responsabilidade de Maximiano Alves (1888-1954), os vitrais dos altares laterais que traduzem a ladainha de Nossa Senhora foram desenvolvidos por João de Sousa Araújo (n. 1929) e os 15 painéis em mosaico são da autoria de Fred Pittino (1906-1991).