La première pierre est posée le 11 septembre 1853, les travaux sont confiés à l'architecte Espérandieu et la consécration a lieu le 5 juin 1864.

De style romano-byzantin : coupoles, polychromie des pierres, ors, mosaïques, la basilique répond parfaitement au programme des grandes constructions entreprises à Marseille sous Napoléon III.

La présence de nombreux ex-votos exposés sur les murs, suspendus entre les piles de la nef, constitue une véritable collection d'Art Naïf, chronique attachante de la société marseillaise, témoins éloquents de la foi populaire, dédiés à celle que les marseillais de toutes confessions désignent comme « la bonne mère ».

Le campanile supporte une statue monumentale de la Vierge ; elle fut confiée au sculpteur Lequesne, exécutée en bronze doré à la feuille d'or par les ateliers Christofle et mise en place en septembre 1870.

Depuis l'esplanade, devant le sanctuaire, on découvre la vue la plus impressionnante de Marseille et de son site.