Ubicación: se encuentra ubicada en la manzana circundada por las calles San Martín (frente), Lezica y Torrezuri (lateral derecho), Bartolomé Mitre (contrafrente), y 9 de Julio (lateral izquierdo).

Piedra fundamental: fue colocada el 15 de mayo de 1887.

Terminación de la obra: 1936.

Estilo arquitectónico: gótico-ojival.

Medidas exteriores:

Altura total de las torres: 106.05 metros.

Ancho: frente principal, incluyendo los contrafrentes costaneros, 42 metros.

Largo: incluyendo las portadas y los contrafrentes traseros, 104 metros.

Cruces: Altura, 9 metros y peso aproximadamente 1600 kilos cada una.

Medidas interiores:

Alto: nave central, columnas torácicas y equivalentes, 19,50 metros.

Desarrollo de la bóveda: 10,50 ; total, 30 metros.

Naves laterales: columnas generales y comunes, 8 metros.

Desarrollo de la bóveda: 5 metros; total, 13 metros.

Ancho: nave central, 13,10 metros.

Nave lateral: cada una, 6 metros; total, 12 metros.

Capillas laterales: 3,95 metros; total, 33 metros.

Crucero de fondo: de un altar a otro, 61,40 metros.

Ancho del crucero delante de cada altar correspondiente: 11,50 metros.

Largo: desde la puerta de entrada hasta la sacristía, 97 metros.

Cantidad de capillas: 35.

Altares: cantidad habilitados 15.

Parte externa: Frente, majestuosa e imponente. Está flanqueada por dos elevadas torres puntiagudas, de las que a una regular altura, se destacan 16 estatuas de seis metros de alto, cada una, representando a los Apóstoles y Evangelistas:
Torre occidental: San Pedro, San Andrés, Santo Tomás, Santiago el Mayor, San Matías, San Bernabé, San Judas Tadeo, San Simón.

Torre oriental: San Pablo, Santiago el Menor, San Felipe, San Bartolomé, San Mateo, San Marcos, San Lucas, San Juan.

Rosetón: a la misma altura que los Apóstoles y Evangelistas, entre ambas torres se expande un soberbio rosetón de diez metros de diámetro.
Visto desde el interior de la Basílica, ofrece un aspecto y colorido fuera de lo común. La Virgen de Luján en el centro de sus vitrales radiados que reflejan la claridad exterior y, si el sol da de frente, los colores se descomponen en una serie muy difícil de explicar.

Galería: disimula las dos grandes vertientes del techo que están más atrás.
Cuatro ángulos de cada torre: observamos unas quimeras de estilo. Parecen animales grotescos y fantásticos que representan a los demonios, que quieren ensañarse con la Iglesia.

Entradas principales: son tres y dan al frente de la calle San Martín. Se llega a ellas trasponiendo quince escalones de mármol blanco. Las puertas son de bronce con relieve. La puerta principal del centro tiene un frontón ojival, una Virgen de Luján entre ángeles y nubes, con la siguiente inscripción: Ave Maria, Félix coeli porta.

Escalinata de entrada: lado derecho, una placa recuerda la visita de Juan Pablo II el 11 de junio de 1982.

Parte interna: representa la imagen de Jesús crucificado. Veamos: el altar mayor, que está en el centro y donde se ofician las misas, representa la cabeza de Cristo crucificado. Un poco más atrás, en el retablo, está María, su Madre, como queriendo tener en sus manos a su Hijo.
Los altares menores, que en el ábside circundan al mayor, forman como una corona. La nave principal representa el cuerpo de Jesucristo, que envía sangre purificadora a los confesionarios, que están en ambas naves laterales.

Fuente bautismal: junto a la puerta de entrada a la nave lateral de la derecha u occidental, se encuentra la fuente bautismal.

Púlpitos: se encuentran a ambos costados del presbiterio.

El altar mayor: el todo es un conjunto de mármol blanco y bronce. Ocupa el centro de la gran cruz imaginaria con Jesús y María, y rodeado por los Apóstoles. Observamos a San Mateo, San Marcos, San Lucas y San Juan, con los ángeles dorados, tocando la trompeta. Bajando la vista, observamos una serie de nichos donde están San Pedro, San Simón, Santo Tomás, San Felipe y San Andrés, de un lado. Por el otro: San Pablo, Santiago el Mayor, Santiago el Menor, San Bartolomé y San Judas Tadeo. Arriba, presidiendo todo, está María, ocupando un gran templete dorado y descansando sobre una peana giratoria, que permite a la Virgen dar el frente al interior de la Basílica, desde su entrada o hacia el Camarín. Ello de acuerdo con los oficios que se celebren y en los que sea necesaria la presencia, de frente, de la sagrada imagen.
Fondo del ábside (parte terminal de la Basílica). Forma circular. Vemos un rosetón con la representación de la Santísima Trinidad, y a la derecha de María, Moisés, Jeremías, Daniel, San Basilio y San Juan
Nepomuceno. A la izquierda: David, Isaías, Ezequiel, San Benito y Santa Luisa de Marillac.

Nave lateral occidental: desde la entrada, puerta lateral derecha y avanzando hasta el crucero occidental, podemos observar siete capillas, un baptisterio, confesionarios, seis vitrales y ocho rosetones.
Su detalle es el siguiente:
Primera capilla: vemos en el vitral a San Juan bautizando a Jesús.. Están representadas las tres divinas personas y una verja de hierro clausura el baptisterio. Si miramos hacia el frente de la nave, vemos en lo alto un gran vitral partido en cuatro, que representa a los cuatro Evangelistas. Siguen los rosetones con los doctores y escritores sagrados.
Segunda capilla: la ocupa un confesionario. En el vitral vemos al emperador Constantino, santo de la Iglesia Griega, en su gran victoria sobre Majencio. En otro vemos al emperador Carlomagno, coronado por el Papa León III. Cruz alta de enfrente, el rosetón de San Juan Crisóstomo de Constantinopla.
Tercera capilla: puerta de comunicación con la casa parroquial. Arriba, un rosetón con el monograma del Ave María, rodeado por los cinco misterios del Santo Rosario. En la cruz alta de enfrente, el rosetón con San Basilio de Cesárea.
Cuarta capilla: un confesionario. En el vitral vemos a Santo Toribio, Obispo de Lima. También observamos a San Francisco Solano bautizando a un niño indio del Chaco. Al frente, la cruz alta con el rosetón de San Gregorio Magno, Papa.
Quinta capilla: un confesionario. En el vitral, San Bernabé, Apóstol, rechaza la adoración que le quieren tributar los paganos. Vemos también a San Matías, Apóstol, que no quiere quemar incienso a los ídolos. En la cruz alta de enfrente, el rosetón de San Isidro Labrador.
Sexta capilla: un confesionario. En el vitral vemos a San Cirilo de Alejandría. Se le aparece María con su Hijo en los brazos en señal de aprobación, porque Cirilo defendió el dogma de la Maternidad de María. Luego San Pascual Bailón, Patrono de los Congresos Eucarísticos, en adoración delante del Santísimo Sacramento. En la cruz alta de enfrente vemos el rosetón con San Bernardo, abad de Claraval.
Séptima capilla: altar de San Antonio de Padua con San Francisco Solano y San Martín de Porres. A su izquierda y a su derecha, San Roque y San Pedro Claver. No tiene vitrales porque por detrás se encuentra una de las cuatro torres que refuerzan los altos muros del crucero. Enfrente observamos, en la cruz alta, el rosetón con San Anselmo de Canterbury.
Crucero occidental: vitrales costaneros. Son seis: San Vicente de Paúl, San Francisco de Sales (izquierda), Santa Rosa de Lima, Santa Lucía, mártir (enfrente), San José y San Juan Bautista (izquierda), Santa Filomena, San Fermín (enfrente), San Joaquín, Santa Ana (izquierda), Nuestra Señora de las Gracias (enfrente). En todos los vitrales vemos: en el centro de su cruz alta, el monograma de Jesús Salvador y unas rosas coloradas en sus cuatro lóbulos externos.
Vitrales del fondo: la aparición de la Virgen de la Medalla Milagrosa a Santa Catalina Labouré (centro), Nuestra Señora del Carmen socorriendo a las benditas ánimas del purgatorio (izquierda), Nuestra Señora de las Nieves (derecha). Estos tres vitrales tienen, respectivamente, en su cruz alta, los escudos de la Argentina, del Uruguay y del Paraguay. Los dos vitrales bajos, al lado del altar, representan a María y la aparición de la Virgen de la Medalla en Roma, en 1842.

Altar: el de este crucero occidental está consagrado a la Virgen de la Medalla Milagrosa. A su lado están Santa Teresita de Lisieux y Santa Catalina Labouré.

Mesa del Sacrificio: se llega por una escalinata de cinco gradas, la que se prolonga y sube de cada lado en forma circular, abraza un pequeño retablo y llega por detrás de él al nicho de la exposición del Santísimo. Así vemos el retablo que, en sus extremidades, tiene un pilar que soporta un ángel dorado tocando la trompeta. En su frente, entre los candeleros, cuatro bajorrelieves alusivos a la Virgen, y que son: la Torre de David, la Rosa Mística, la Torre de Marfil y el Arca de la Alianza. La mesa tiene en su parte inferior un gran bajorrelieve de bronce, que la abarca, representando la resurrección de Jesucristo.

Parte occidental del ábside:
Primera capilla: altar de San Vicente de Paúl, fundador de la Congregación de la Misión de Padres a cargo del Santuario, con Santa Luisa de Marillac y el Beato Gabriel Perboyre. Enfrente, una de las tres escaleras del Camarín.
Segunda capilla: altar de Santa Rosa de Lima con San Francisco de Asís y San Guillermo, San Eduardo y San Jeremías. El vitral contiene cuatro escenas que recuerdan la autoridad de los Papas. Arriba, San Pío V rezando el Rosario. Al lado, San Urbano predica la Santa Cruzada. Abajo, San Gregorio VII recibe en Canosa la sumisión de Enrique IV de Alemania. Al lado, San León detiene a Atila.
Tercera capilla: altar de San José. Parte anterior de la mesa: escudo de armas de monseñor Terrero. En el centro: San José de Calasanz. A la izquierda, San Gabriel Arcángel anunciando a María su divina maternidad. A la derecha, San Rafael Arcángel.
Cuarta capilla: altar de San Luis Gonzaga.
Vitrales: en el centro, Santa Teresa de Jesús. A la izquierda, Santa Rosa de Viterbo. A la derecha, Santa Magdalena de Pazzis.
Quinta capilla: altar de San Jeremías con San Lorenzo O' Toole y San Querado.
Vitral: centro, San Bruno fundador de los Cartujos.
A la izquierda, San Antonio Abad.
Derecha, San Camilo de Lellis. Estatua de San Juan Evangelista.
Capilla absidal del fondo y eje del templo: a la derecha, entrada a la sacristía; a la izquierda, entrada principal al Camarín. Parte oriental del ábside.
Primera capilla:
Altar de San Ignacio con San Enrique y Santa Emilia.
Vitral: centro, San Juan de la Cruz, recibe la cruz de manos de Jesucristo.
Izquierda, San Juan de Dios coronado por la Virgen.
Derecha: San Pedro de Alcántara.
Segunda capilla: altar de San Carlos Borromeo.
Vitral: centro, Santa Inés.
Izquierda, de abajo hacia arriba: Inés rehúsa la mano del hijo de Sinfronio.
Centro: abajo, un ángel aguarda Inés.
Derecha: de abajo hacia arriba: el hijo de Sinfronio viene a tentar a Inés y cae muerto.
Tercer capilla: altar del Santo Rosario. La Virgen y el Niño Jesús dan, respectivamente, el Santo Rosario a Santo Domingo de Guzmán y a Santa Catalina de Sena.
Vitrales: centro, Santo Domingo.
Izquierda, Santa Cecilia toca el órgano y canta con los ángeles.
A la derecha, Santa Catalina de Alejandría.
Cuarta capilla: altar de San Patricio con San Malaquías y Santa Brígida, Santa Clara y Santa Escolástica, con los distintivos especiales de Irlanda: fondos verdes, hojas de trébol, arpas doradas.
Vitral: San Patricio predicando a los celtas.
Quinta capilla: órgano de acompañamiento para los oficios menores.
Izquierda:la tercera escalera de acceso al Camarín.

Crucero oriental:
Vitrales costaneros a la izquierda: Santa Catalina de Sena y Santa Ángela.
Enfrente: Santa Clara y San Francisco de Asís.
Segundo vitral a la izquierda: San Eladio y Santa Julia.
Enfrente: San Alfonso María de Ligorio y Santo Domingo de Guzmán.
Tercer vitral: a la izquierda: Beatos Gabriel Perboyre y Francisco Regis Clet.
Enfrente: San Carlos Borromeo y San Felipe Nen.
Todos estos vitrales ostentan el Sagrado Corazón de Jesús, a quien está dedicado el crucero.
Vitrales al fondo:
Centro: la aparición del Sagrado Corazón a Santa Margarita María.
Izquierda: San Pablo y San Miguel Arcángel.
Derecha: Santo Tomás de Aquino y San Agustín.
Los tres vitrales en su cruz alta tienen el escudo de Pío IX, el de León XIII y el de la Argentina.
Los dos vitrales bajos, al lado del altar:derecha: Pío IX; izquierda: el Sagrado Corazón de Jesús.
Altar del crucero oriental: igual que el del crucero occidental, con la diferencia que tiene el Sagrado Corazón en el nicho del medio y al lado, a San Francisco de Asís y a la Santa Clara. Los cuatro pequeños bajorrelieves del retablo, entre los candeleros, aluden a la pasión de Jesucristo, y son: el Ecce Horno, Jesús llevando su cruz, Jesús crucificado, entre San Juan y María, y Jesús en los brazos de María después del descendimiento. Gran bajorrelieve de la parte anterior de la mesa: representa a Jesús llevado al sepulcro nuevo y cavado en la roca viva.

Nave lateral oriental:
Primera capilla: altar de Santa Ana con Santa Rita, San Joaquín de un lado, San Expedito y San Juan Bautista del otro. En la cruz alta de enfrente, el rosetón con San Gerónimo, doctor.
Segunda capilla: un confesionario. Vitral: San Esteban, apedreado por los judíos. San Lorenzo, diácono de Roma. Cruz alta de enfrente: rosetón con San Bernardo.
Tercera capilla: un confesionario. Vitral: San Cayetano y San Antonio. En la cruz alta de enfrente: rosetón con San Buenaventura, doctor.
Cuarta capilla: un confesionario. Vitral: el Santo Cura de Ars enseñando el catecismo. San Martín, obispo de Tours, abriga a un enfermo. En la cruz alta de enfrente: rosetón con San León, papa.
Quinta capilla: puerta lateral para el público. Arriba: un pequeño rosetón con el monograma de María. Cruz alta de enfrente: Rosetón con San Cirilo de Alejandría.
Sexta capilla: un confesionario. Vitral: la Virgen de los Desamparados, Patrona de Valencia. San Nicolás, obispo, devuelve la vida a tres niños despedazados. Cruz alta de enfrente: rosetón con San Atanasio, obispo de Alejandría.
Séptima capilla: consagrada al misterio de la Pasión de Cristo. No tiene altar. Contiene un gran Crucificado con San Juan y la Dolorosa al lado. Vitral: representa a la comunidad redentorista arrodillada ante Nuestra Señora del Perpetuo Socorro. En la cruz alta de enfrente: rosetón con San Ambrosio.

Paredes interiores del Santuario: cubiertas en gran parte por ex votos de fe. Se aprecian muletas, espadas, objetos de lo más variados, que provocan justificada curiosidad.
En la nave occidental, de la derecha, donde se encuentran los votos de militares, arriba está el sable que acompañó en la década del '40 al entonces coronel Perón.

Sepulturas en el interior de la Basílica: En el crucero occidental, al pie del altar, se encuentran cuatro sepulturas: la del R. P. Vicente Maria Dávani, CM, R. P. Emilio George, CM, R. P. Jorge María Salvaire y el hermano lego Antonio Wertmer, CM. En el crucero oriental, al pie del altar, la de monseñor Terrero, segundo obispo de La Plata. A su derecha, la de monseñor doctor Anunciado Serafín.