Gracias a su majestuosa arquitectura, es comparada con dos de las más significativas del mundo: la Catedral de San Patricio, en Nueva York, y la Catedral de Notre Dame, en París.
La idea de su construcción fue planteada por el padre Julio Matovelle, quien creía importante realizar un monumento como perenne recuerdo de la consagración del Ecuador al Sagrado Corazón de Jesús.
El proyecto fue asignado al arquitecto francés Emilio Tarlier, quien sugestionado en la catedral parisina de Notre Dame, hizo los planos entre 1890 y 1896.
El 10 de julio de 1892 se puso la primera piedra y, desde 1892 a 1909, se construyó la Capilla del Corazón de María.
Pese a que faltan detalles decorativos, se puede decir que la estructura, tal como la conocemos actualmente, fue terminada en el año 1924, cuando comenzaron a oficiarse las misas en la nave central.
Varias creencias populares aseguran que el día en el que se termine de construir la Basílica, el Ecuador desaparecería como un Estado libre y soberano.
La Basílica del Voto Nacional fue bendecida por el Papa Juan Pablo II el 30 de enero de 1985.