Helligdommen i Fátima blev med tiden bygget i eller i nærheden af området Cova da Iria, hvor de tre børn var vidner til Mariaevangelisationerne af Vor Frue af Rosenkransen (senere kendt som Vor Frue af Fátima af sognebørn og pilgrimme). Helligdommen omfatter forskellige bygninger, helligdomme og mindesmærker for de religiøse, politiske og sociale konsekvenser af begivenheden, som er spredt ud over et kompleks af åbne panoramaer og udsigter domineret af Basilica of Our Lady of the Rosary og Basilica of the Holy Trinity. Centralt i komplekset ligger det lille Kapel for åbenbaringerne og dets shelter, hvor legenden fortæller, at mange af begivenhederne i forbindelse med åbenbaringerne fandt sted, og hvor de første pilgrimme tilbad de mariale åbenbaringer.
Basilica of Our Lady of the RosaryEdit
Basilikaen består af et højt centralt placeret klokketårn og et skib, ca. 65 meter i højden og dekoreret med en bronzekrone på 7.000 kg i bronze, der ligner stilen i Clérigos-kirken, og som er overdækket af et belyst kors. Det var Gerardus Samuel van Krieken fra Holland, der var født i Rotterdam og uddannet i Genève, der tegnede kirken. Han kom til Portugal i 1889 for at undervise på Escolas Técnicas Industriais (industrielle tekniske skoler), hvor han blev udnævnt til professor i ornamentalkunst på Escola Industrial Infante D. Henrique (Infante D. Henrique industriskole), men senere giftede han sig og bosatte sig i byen Porto. Selv om han var ophavsmand til basilikaens design og fulgte dens oprindelige opførelse, oplevede han aldrig dens indvielse på grund af sin død.
Glokkeværket består af 62 klokker, der er skabt og tempereret i Fátima af José Gonçalves Coutinho fra Braga. Den største klokke vejer ca. 3.000 kg og klapperen ca. 90 kg. Uret er et værk af Bento Rodrigues, også fra Braga. Englene på hovedfacaden er et værk af Albano França. Statuen af Marias ubesmittede hjerte, der står i nichen i spiret, er 4,73 meter høj og vejer 14 tons.
Der er ved indgangen til basilikaen, over hovedportikoen, en mosaik, der forestiller Den Hellige Treenighed, der kroner Maria. Den blev udført af embedsmænd fra Vatikanet og velsignet af kardinal Eugénio Paccelli, den senere pave Pius XII, den såkaldte pave af Fátima. En stor statue af Vor Frue af Fatima, som står i en niche over basilikaens hovedindgang, er skulptureret af den amerikanske præst Thomas McGlynn. Fader McGlynn brugte megen tid sammen med søster Lúcia, som detaljeret beskrev for ham, hvordan Maria så ud under hendes fremtrædener for børnene. Statuen er ikke det, som fader McGlynn havde i tankerne, da han henvendte sig til søster Lúcia, men kan snarere beskrives som et samarbejde mellem en visionær og en billedhugger, der måske har frembragt den mest nøjagtige fremstilling af Vor Frue af Fátima. Statuen blev overrakt som en gave fra det katolske folk i USA til helligdommen i Fátima i 1958.
Mange af begivenhederne i forbindelse med Marias åbenbaringer i Fátima er afbildet i basilikaens glasmalerier, mens femten altre i kirken er dedikeret til de femten mysterier i rosenkransen. I basilikaens fire hjørner er der statuer af de fire store apostle af rosenkransen og til deres hengivenhed til Marias ubesmittede hjerte: Den hellige Antonius Maria Claret, den hellige Dominikus, den hellige Johannes Eudes og den hellige Stefan, konge af Ungarn.
Et orgel med fem sektioner (grande orgel, positivt, recitativ, solo og ekko), der styres af en spillepult med fem klaviaturer og pedaler, er installeret i koret. Det har 152 registre og ca. 12.000 rør af bly, tin og træ, hvoraf det største er 11 meter højt og det mindste 9 millimeter. Oprindeligt var orglet delt op i sine fem dele og spredt i basilikaen, men det blev omdannet i 1962 og installeret på sin nuværende placering.
Kapel af den hellige LauspereneRediger
Kapellet af den hellige Lausperene (portugisisk: Capela do Sagrado Lausperene) ligger for enden af basilikaens venstre kolonnade. Glasmosaikvinduerne ved dens indgang forestiller manna i ørkenen og den sidste nadver.
Afdelingen for åbenbaringerneRediger
Åbenbaringernes kapel (portugisisk: Capelinha das Aparições (portugisisk: Capelinha das Aparições) ligger helt centralt i helligdommen: det er placeret på det nøjagtige sted, hvor Mariaforestillingerne fandt sted, markeret af en marmorsøjle og en lukket kasse med et billede af Jomfru Maria.
Andre steder og monumenterRediger
Pave Johannes Paul II indviede Paul VI Pastoral Center 13. maj 1982 som et center for studier og refleksion over budskabet fra Fátima. Det har plads til over to tusinde mennesker og har indkvartering til fire hundrede pilgrimme.
Helligdommens skatkammer rummer den irske monstrans, der anses for at være et af de mest betydningsfulde værker af religiøs kunst fra Irland. Monstrancen blev givet til basilikaen i 1949.
Nær indgangen til Fátima-helligdommen, syd for præstegården, er et segment af Berlinmuren beregnet til at understrege troen på, at rosenkransbønnerne påvirkede faldet af Berlinmuren i forbindelse med indvielsen af Rusland baseret på budskaberne fra Vor Frue af Fátima.
Andre bygninger omfatter Hostel/Retreat House of Our Lady of Sorrows (portugisisk: Albergue e Casa de Retiros de Nossa Senhora das Dores), præstegården, Hostel/Retreat House of Our Lady of Mount Carmel (portugisisk: Albergue e Casa de Retiros de Nossa Senhora das Dores), præstegården, Hostel/Retreat House of Our Lady of Mount Carmel (portugisisk: Casa de Retiros de Nossa Senhora do Carmo), monumenter for fader Formigão og fader Fischer, et højkors (af kunstneren Robert Schad) og individuelle monumenter for pave Paul VI, pave Pius XII, pave Johannes Paul II og Dom José Alves Correia da Silva (som spillede en vigtig rolle i stedets historie) og Paul VI’s pastoralcenter (portugisisk: Centro Pastoral de Paulo VI).