Sopra la Porta centrale della Basilica, due medaglioni in mosaico realizzati nei labortori del Vaticano rappresentano, a sinistra Papa Leone XIII e a destra, Papa Pio XII. La Madonna apparve a Bernadette con la corona del rosario in mano. La Basilica Nostra Signora del Rosario, a forma di croce greca illustra con le sue 3 cupole romanico-bizantine i Misteri gioiosi, dolorosi e gloriosi della vita di Gesù e della Vergine Maria: è un vero catechismo murale rappresentato dai mosaici che decorano le pareti. Fu costruita dal 1883 al 1889 su disegni di Leopold Hardy e consacrata nel 1901. Ha una capacità di 1300 posti.
All'interno l'architettura è molto simbolica: la cupola centrale riposa su quattro pilastri disposti in quadrato (il cerchio della cupola rappresenta il cielo mentre la base quadrata rappresenta la terra: è qui che si celebra l'Eucaristia facendoci passare dalla terra al cielo). Attorno alla cupola centrale, nei due bracci del transetto e nel coro sono ritagliate le cappelle decorate di mosaici che illustrano i 15 Misteri del rosario. Nel transetto sinistro in cinque cappelle i fatti dell'infanzia del Cristo: i Misteri Gioiosi (l’Annunciazione, la Visitazione, la Nascita di Gesù, la Presentazione di Gesù al Tempio, Gesù è ritrovato nel Tempio). Nel coro, cinque cappelle mostrano i fatti della Passione: i Misteri Dolorosi (l'Agonia di Gesù nel Getsemani, la Flagellazione di Gesù, la Posa della Corona di spine, il Carico della Croce, la Crocifissione). Nel transetto destro cinque cappelle mostrano i fatti legati alla Risurrezione del Cristo: i Misteri Gloriosi (la Risurrezione, l'Ascensione del Signore, la Pentecoste, l'Assunzione di Maria, l’Incoronazione di Maria). Iscritta nella "Lista supplementare dei Monumenti Storici", la Basilica ha sofferto gravemente per le infiltrazioni d'acqua che hanno danneggiato la sua cupola ed i suoi mosaici: importanti lavori di restauro sono in atto e dureranno ancora a lungo.
