La construcción del Santuario de Guadalupe se inició a fines del siglo XVII y fue concluida en el año de 1733; en su origen, respondió a la imitación del paradigma metropolitano de erigir la capilla en las afueras de la población y comunicarla con una calzada fabricada únicamente para tal propósito. Se sabe que la construcción de la Calzada de Guanajuato y la terminación del santuario fueron costeadas por el contador real Antonio de la Rosa.
La planta del edificio es una sola nave con ábside ochavado que se divide en cuatro tramos de longitud irregular, correspondientes al sotocoro, nave, pseudocrucero y presbiterio. Las cubiertas se distribuyen de la siguiente manera: bóveda de cañón con lunetos en los dos primeros tramos; de cañón con lunetos y pañuelo en el ábside del presbiterio, y airosa cúpula sobre el pseudocrucero.
La fachada principal presenta el cuerpo de la portada flanqueado por los machones correspondientes a los cubos de las torres, así como una desproporcionada caja de reloj sobre la calle central, que le fue adicionada en 1954, lo que rompe su armonía original. La portada de cantera está formada por dos cuerpos y un remate, de los que el primero de ellos contiene un par de pilastras dóricas estriadas que flanquean el vano en arco de medio punto. Sobre ellas corre un entablamento de frontón recto abierto.
El segundo cuerpo posee las mismas dimensiones que el anterior, al tiempo que repite las pilastras antedichas, mientras flanquean la ventana coral de perfil rectangular; sobre este conjunto descansa un entablamento que se rompe para incluir, sobre la calle central, un frontón curvo cerrado. Finalmente, el remate de la portada está formado por un nicho de capialzado conchiforme, enmarcado por varias molduraciones en toro, con roleos en los extremos que descienden hasta el perfil del cuerpo anterior.
La fachada posee dos torres idénticas, formadas por dos cuerpos y remate, de los que el primero de ellos posee planta cuadrangular con vanos de medio punto en cada una de sus caras; el segundo cuerpo modifica la planta para volverse octagonal, con vanos de la misma forma en sus caras, al tiempo que es rematado por un cupulín. La cúpula posee un tambor octagonal que carece de vanos, sobre el que se levanta una media naranja esférica que es rematada por una breve linternilla cilíndrica con ocho vanos.
Finalmente, el interior posee un bello retablo mayor de concepción neoclásica, compuesto por tres calles y un solo cuerpo; las calles laterales se doblaron para adosarse a los ochavos del presbiterio, mientras que la central articula un gran nicho (donde se colocó la advocación tutelar) entre dos pares de medias muestras corintias de fuste estriado, que a su vez soportan un entablamento de friso con molduras foliáceas y cornisa denticular, bajo un gran frontón curvo abierto.
