1661 übergab der Erzbischof Maximilian Heinrich den Kapuzinern eine Madonnenstatue, welche heute in der neuen Wallfahrtskirche Mariä Heimsuchung aufbewahrt wird und eine große Verehrung erfährt. Aufgrund dessen entwickelte Werl sich im 19. und 20. Jahrhundert zu einem der wichtigsten Marienwallfahrtszentren des Landes. Weil sich die heute "Alte Wallfahrtskirche" genannte, ehemalige Kapuzinerklosterkirche schon bald als zu klein erwies, errichtete Wilhelm Sunder-Plaßmann von 1903 bis 1906 benachbart die neue Wallfahrtskirche in neoromanischen Formen.

Bei der Franziskanerklosterkirche handelt es sich um eine Basilika von vier Jochen Länge. Ihre eindrucksvolle Doppelturmfassade, die 1960/61 mit Grünsandstein verblendet wurde, prägt das Stadtbild Werls. Parallel zur Verblendung der Turmfassade wurde auch der Innenraum restauriert und die Krypta errichtet.

Der Innenraum der Kirche ist von einem Kreuzgratgewölbe überdacht und nach dem gebundenen System konzipiert. Der Chor von zwei Jochen Länge schließt mit einer Apsis ab.

Die Gliederung des Kirchenäußeren erfolgt durch Friese und Rundbogenfenster sowie durch die abwechslungsreiche Gestaltung von verputzten und Grünsandstein-Abschnitten.

Im Westen des Kirchenbaus legte Sunder-Plaßmann das sogenannte Atrium an, einen von Arkaden gerahmten Vorhof, der über eine große Treppenanlage zu betreten ist.

Im Jahr 1953 wurde die Wallfahrtsbasilika von Papst Pius XII. zur „Basilica minor“ erhoben.