Meta di pellegrinaggio dal XVII secolo, la basilica attuale risale agli anni 1872-96 quando, esaudito il voto dei cittadini di resistere all'assedio prussiano, l'edificio viene eretto su progetto dell'architetto P. Bossan (1814-88) in stile moresco e consacrato alla Vergine. Tra gli elementi architettonici di maggior interesse di Notre-Dame de Fourvière vi è la Tour de l'Observatoire, innalzata nel 1830, ma in seguito demolita in parte, che oggi ospita un ristorante. La torre nord-ovest della basilica è sede di un osservatorio scientifico, mentre quella di nord-est è accessibile al pubblico. La chiesa possiede un organo Michel-Merklin tuttora utilizzato per importanti concerti. In un edificio accanto a Notre-Dame de Fourvière, un tempo di proprietà dei Gesuiti, si trova uno dei musei di arte sacra più visitati della Francia, il Musée de Fourvière, che tra l'altro raccoglie un insieme unico di opere dell'orafo, originario di Lione, Armand-Calliat. Al museo, inoltre, ogni anno vengono allestite esposizioni temporanee incentrate sui maggiori esponenti di arte religiosa. All’architetto P. Bossan si deve anche il disegno dei Jardin du Rosaire, dove si trova quella che in origine era l'entrata principale alla basilica: la Porta dei Leoni della Crypte de St-Joseph. Passeggiando per il Parque des Hauteurs, infine, dove è posta la tomba di P. Bossan, si gode di una splendida vista sulla città. L'8 settembre e l'8 dicembre cadono rispettivamente la festa della Natività della Vergine e la festa dell'Immacolata Concezione, le ricorrenze religiose principali che ogni anno richiamano numerosi fedeli (il santuario di Notre-Dame de Fourvière è al sesto posto tra quelli più visitati della Francia).