En 1904 se bendijo y se colocó la primera piedra. La construcción inició en serio en 1906, pero fue interrumpida casi inmediatamente por el destructivo terremoto de Valparaíso, lo que obligó a modificar los planos. El encargado esta vez fue el ingeniero estadounidense '''Juan Tonkin'''. El edificio se levantó en hormigón armado gracias al especialista de cemento '''Joaquín Chardin''', artífice de los desafiantes arcos de la arquitectura gótica. El exterior de la basilica, sus jardines, el invernadero y estanque fueron obra del hortelano “hermano Constancio”.

La crisis económica y la '''Primera Guerra Mundial''' provocaron un dilatado retraso, dadas las dificultades para importar materiales. De hecho, ocho de los veintiocho vitrales y un rosetón nunca pudieron ser adquiridos. Hoy hay en su lugar vidrio transparente.

En 1926 se inauguró oficialmente por parte de la '''Santa Sede'''. La construcción final posee cinco naves, pero sólo tres de ellas fueron terminadas. Las otras dos permanecen cerradas y son usadas como pasillo o bodega. En su interior existen confesionarios hechos con madera de roble americano y un órgano francés construido por la casa '''Neuville Frères''' en 1897, declarado '''Monumento Histórico'''.

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