Der Kapuzinerorden baute 1661–63 nach Plänen des Ordensarchitekten Br. Bonitius von Trier in Werl ein Kloster mit Kirche. Dorthin kam das Werler Gnadenbild am 2. November 1661. Bauschäden erforderten einen Kirchenneubau, der 1786– 89 nach Entwurf von Franz Arnold Boner an gleicher Stelle zur Ausführung kam. Nach Übernahme der Wallfahrt durch die Franziskaner verlängerte man den Bau 1860/61 noch um zwei Gewölbejoche. Die Alte Wallfahrtskirche von 1786–89 ist ein länglicher Saalbau mit Satteldach, mit dreiseitigem Schluss und einem achteckigen Dachreiter. Betont schlicht erscheint die spätbarocke Fassade: Ein mächtiges Werksteingesims unterscheidet Baukörper und Giebel. Flache Bänder unterteilen schmale Seiten und breite Mittelzone, dort befinden sich Portal und ein hohes Bogenfenster, das sich verkleinert als Figurennische (hl. Maria mit Kind von Joseph Wäscher) im Giebel wiederholt. Das Werksteingesims ist ähnlich auch als Verdachung des Portals wiederholt, so verklammern einfache Architekturmotive die Fassade. Die nördliche Langseite – heute Vorhof der Basilika – ist fensterlos, hier war einst das Kloster angebaut, die südliche Langseite zeigt Grünsandstein-Strebepfeiler und hohe Rundbogenfenster. Bemerkenswert sind die alten Eichenholz-Türblätter in Nebenund Haupteingang.
Der Innenraum ist von erstaunlicher Klarheit: Regelmäßig treten hohe Wandpfeiler mit Gebälk-Stücken aus Grünsandstein vor. Über den Raum hinweg sind breite Gurtbögen gespannt, dazwischen fünf flache Kreuzgrat-Wölbungen sowie ein mehrteiliges Abschlussgewölbe. Die Empore über dem Zugang trägt eine neuere Stockmann-Orgel. Die Alte Wallfahrtskirche ist eine klare Wegkirche. Dazu dient nicht nur der längliche Raum, sondern auch die Gruppe aus drei Altären, die den Blick über die Seitenältare auf den Hochaltar und dort auf das Tabernakelhaus mit dem Leib Christi lenkt. Der Hochaltar erreicht gleichzeitig mit den Säulenstellungen, dem großen Altarblatt und dem Obergeschoss raumbestimmende Wirkung. Der weite Abstand zwischen Seiten- und Hochaltar erklärt sich aus der Funktion als Klosterkirche mit dem Chorgestühl hinter den Seitenaltären.
Die dreiteilige Altargruppe dürfte 1788/89 entstanden sein. Leider lassen sich die Urheber nicht exakt benennen, jedoch kann eine Mitarbeit des Geseker Bildhauers Joseph Stratmann vermutet werden. Die drei Retabel und die Beichtstühle in den Wandnischen weisen eine stark bewegte Architektur aus geschwungenen Gesimsen und gewölbten Flächen auf. Es finden sich vielfältige Rokoko-Ornamente, lediglich das Tabernakelhaus auf dem Altartisch des Hochaltars zeigt strenge klassizistische Formen. Die Darstellung der hl. Dreifaltigkeit im oberen Teil des Hochaltares ist Originalbestand, alle übrigen Bildwerke sind erneuert, das Hochaltarblatt als Kopie der Heimsuchung Mariens aus Kappl bei Waldsassen, sämtliche Figuren neu gefertigt von Bildschnitzer Bruno Vinatzer (1982/83).
Die klassizistische Kanzel kam 1868 in den Raum und zeigt genauso wie die Kommunionbank ruhigere Formen. Der Schmuckfußboden im Chor geht vermutlich auf das Jahr 1893 zurück, genauso wie die Kreuzwegbilder von Hermann Volkhausen aus Paderborn. 1953 entwarf Christian Göbel die Himmelfahrt Mariens, Glasmalerei im Fassadenfenster.
Weitere Informationen zur Kirche und Wallfahrt finden Sie auf der Homepage der Marienwallfahrt .