W witrażowych oknach ukazane są wydarzenia z historii Lourdes; w oknach clerestorium przedstawiona jest Maryja jako druga Ewa.
Na zewnątrz bryła świątyni zdominowana jest przez wysoką na 70 m wieżę, flankowaną dwiema mniejszymi wieżyczkami (ukończonymi ok. 1908). Ponad wejściem umieszczono mozaikę przedstawiającą papieża Piusa IX, który 8 grudnia 1854 bullą Ineffabilis Deus ogłosił Dogmat o Niepokalanym Poczęciu Najświętszej Maryi Panny.
Bazylika Różańcowa thumb|Bazylika Różańcowa (niska budowla na pierwszym planie; powyżej – Bazylika Niepokalanego Poczęcia NMP)
Bazylika Różańcowa to trzeci kościół zbudowany na terenie sanktuarium. Został on zaprojektowany przez architekta Leopolda Hardy i zbudowany w latach 1883–1899. W 1901 miała miejsce konsekracja kościoła. Może on pomieścić 1500 wiernych. Jego nazwa nawiązuje do objawień Bernadetty Soubirous, która widziała Matkę Bożą z różańcem w ręku.
Styl bazyliki wykazuje wpływy architektury bizantyjskiej. Nawa jest otwarta i okrągła, przykryta kopułą.