A Basílica ocupa a parte central do edifício, ladeada pelas torres sineiras.
Foi feita segundo o desenho de João Frederico Ludovici ourives de origem alemã que, após a sua longa permanência em Itália, a concebeu ao estilo barroco italiano.

Tem a forma de cruz latina com o comprimento total 58,5 m e 43 m de largura máxima no cruzeiro, sendo toda em pedra da região de Sintra, Pêro Pinheiro e Mafra.
O zimbório, com 65 m de altura e 13 m de diâmetro, foi a primeira cúpula construída em Portugal.

Na capela-mor encontra-se uma tela de Francesco Trevisani representando A Virgem, o Menino e S. António, a quem a Basílica é dedicada.
Os retábulos das duas capelas no cruzeiro, Sagrada Família (lado sul) e Sa Ver mais