Nach Auflösung des Werler Kapuzinerklosters 1835 gelang bereits 1848 die Gründung eines Franziskanerkonvents zur Betreuung der Wallfahrt zu dem um 1180 entstandenen Gnadenbild (ehemals in der Wiesenkirche in Soest, zu Anfang des 14. Jahrhunderts in den Gesichtszügen verändert, seit 1661 in Werl). Die Franziskaner planten um 1900 den Neubau von Kloster und Kirche, jedoch verhinderte die staatliche Denkmalpflege den Abbruch der Alten Wallfahrtskirche. Nach Plänen von Architekt Wilhelm Sunder-Plassmann errichtete man daher 1903–05 neben der älteren Kirche von 1786–89 eine zurückverlegte Neue Wallfahrtskirche in neuromanischen Formen. Geschickt bereitet ein von Bogengängen gerahmter und durch Stufen und Gitter von der Straße getrennter Vorhof die Doppelturmfassade vor. Die nachträglich in die Planung ergänzten und 1906 ausgeführten Türme mit steilen achtseitigen Helmen rahmen einen Giebel mit zwei rundbogigen Portalen, darüber eine von Otto Weicken 1961 neu entworfene Rosette.
Der neuromanische Innenraum in drei Schiffen unterliegt dem gebundenen System: Den großen quadratischen Gewölben im höheren Mittelschiff entsprechen jeweils zwei kleinere Quadrate in den Seitenschiffen. Daraus folgt der regelmäßige Wechsel von eckigen Pfeilern (für die Mittelschiff-Gurtbögen) und runden Säulen (für die Zwischenpunkte). Das Mittelschiff mündet in einen tiefen Chor aus zwei Rechteck-Wölbungen und einer halbrunden Apsis.
Die Belichtung erfolgt über rundbogige Fenster im rechten Seitenschiff, über dreiteilige Bogenfenster im Mittelschiff und über mehrteilige Gruppenfenster in der Südwand des Chores. Die Werler Basilika ist Wallfahrtskirche, war aber auch Klosterkirche der Franziskaner. So ist erklärlich, dass nach Vorbildern mittelalterlicher Klosterkirchen 1903–05 ein Raum mit einem ungewöhnlich tiefen Chor errichtet wurde. Dabei unterschied man den Hochaltar (im Scheitel des Chores) von dem Gnadenaltar mit dem verehrten Wallfahrtsbild (zwischen Mittelschiff und Chor). Noch 1961 erneuerte man ein Chorgestühl (nicht erhalten). Nach Übergangslösungen entstand 2003 eine ins Mittelschiff vorgezogene Altarzone mit Stele für das Gnadenbild, während der Tabernakel zentral im Chor Aufstellung fand.
Die Werler Wallfahrtsbasilika blickt auf eine umfassende Umgestaltungsgeschichte zurück. Prägende Ausstattungen der Vergangenheit sind nicht erhalten. Die Fenster des südlichen Seitenschiffs umfassen anschaulich gemalte Bildszenen aus dem Marienleben, 1961 entworfen von Helmut Lang. Die Fensterrosette in der Fassade und die Seitenfenster des Chores entstanden gleichermaßen 1961 nach Entwurf von Wilhelm Buschulte. Dieser überregional renommierte Glaskünstler konzipierte 1983 auch die hervorragenden drei Farbfenster in der Apsis.
Das wandfüllende Steinmosaik als Abschluss des linken Seitenschiffs fertigte Elisabeth Hoffmann-Lacher. Bildhauer Josef Baron gestaltete im rechten Seitenschiff den hl. Antonius v. Padua im Nussbaum, außerdem die Kreuzwegtafeln und eine figürliche Türverkleidung. Altar, Ambo und die Stele für das Gnadenbild sind Arbeiten von Johannes Niemeier aus dem Jahre 2003. Außen an der Fassade finden sich Bronzereliefs von Arnold Morkramer von 1961, die vormals eine Kanzelbrüstung abgaben.
Weitere Informationen zur Kirche und Wallfahrt finden Sie auf der Homepage der Marienwallfahrt.