Fermant l'immense esplanade qui peut rassembler plus de 300 000 pèlerins, la basilique néoclassique est prolongée de part et d'autre par un péristyle en arc de cercle et dominée par une tour de 65 m. L'intérieur abrite les tombeaux de Francisco, mort en 1919, de Jacinta, morte en 1920 et de Lucia, morte en 2005, les trois protagonistes auxquels est apparue la Vierge en 1917.