La basilique Notre-Dame se distingue notamment par son portail de style gothique flamboyant, daté du début du XVIe siècle. Sa nef et ses vitraux, également remarquables, remontent au début de ce même siècle. L’édifice conserve ainsi plusieurs éléments témoignant de cette période, parmi lesquels le buffet de l’orgue, daté du XVIe siècle.
La basilique est également liée à l’histoire de la famille Martin. Louis Martin et Zélie Martin s’y sont mariés en 1858. Leur neuvième enfant, la future sainte Thérèse de l’Enfant Jésus, y a été baptisée le 4 janvier 1873. Le baptistère se trouve dans la première chapelle à gauche en entrant. Une autre chapelle, située au fond de la basilique, côté nord, rappelle le mariage de Louis et de Zélie Martin.
La béatification des époux Martin, en octobre 2008, a été suivie, en août 2009, par l’élévation de l’église Notre-Dame au rang de basilique par le pape Benoît XVI. L’orgue a fait l’objet d’une restauration récemment inaugurée et bénie en septembre 2016.
La messe est célébrée le dimanche à 11 heures et chaque jour de la semaine à 18 h 30, sauf le lundi. L’entrée des offices en semaine se fait par la porte latérale donnant sur la place Lamagdelaine.
