Sul santuario fu costruita la Basilica di San Pio.
Consacrata nel 1958, la basilica sotterranea di San Pio Le sue dimensioni molto grandi (una forma ovale di 201 m di lunghezza per 81 di larghezza) permettono di ospitare fino a 25.000 persone su una superficie di 12.000 m². Questo, preservando i corridoi di traffico.
Ha la forma dello scafo di una nave rovesciata, il fatto che sia sotterraneo non pregiudica il paesaggio del santuario. L'architetto Pierre Vago e l'ingegnere Eugène Freyssinet, inventore del cemento precompresso, hanno infatti utilizzato il cemento integrando cavi metallici tesi nelle zone di trazione per sostenere i carichi ed evitare pilastri che avrebbero compromesso la visibilità. Il progetto è stato completato in tempi record.
Dal punto di vista ornamentale, la basilica conta 39 dipinti raffiguranti santi e una cinquantina di gemmaux. Lourdes ha una collezione di gemme molto importante. Gemmail è stato inventato dal pittore Jean Crotti negli anni '30 in collaborazione con Roger Malherbe-Navarre. Nel 1939, Jean Crotti creò la parola gemmail unendo i termini gemma e smalto. René Margotton ne ha realizzato uno sul tema delle apparizioni nella basilica di Saint-Pie-X di Lourdes, dove sono stati eseguiti 20 brani tra il 1989 e il 1993.
