Le pavillon des pèlerins actuel résulte de la fusion et de l’agrandissement, en 1953-1954, de deux bâtiments construits dans les années 1920 d’après les plans du bureau d’architectes Viau et Venne : le kiosque des plans et le magasin d’objets de piété.
Construit en 1924, le kiosque des plans consiste en un bâtiment de forme hexagonale irrégulière. On y expose les plans et dessins du projet de la basilique. En 1941, il change de fonction pour devenir un restaurant.
Érigé en 1928, le magasin d’objets de piété, qui loge également le bureau du frère André, témoigne d’un souci d’uniformité des architectes avec le kiosque des plans : le recouvrement en bois, les colonnes doriques engagées entre les ouvertures, la toiture en croupe recouverte de tôle à baguette et le traitement des ouvertures sont similaires.
Lors de la fusion et de l’agrandissement, les deux bâtiments perdent leurs caractéristiques originales. Notamment, les ouvertures sont modifiées et les murs recouverts d’un enduit cimenté.
Dans le nouveau bâtiment, conçu selon les plans de l’architecte Gilbert Moreau, on regroupe désormais plusieurs services pour les visiteurs : cafétéria, cuisine, salle à manger, magasin de souvenirs, librairie, bureau de poste, central téléphonique, comptabilité et entrepôt.
En 1954, la chapelle du frère André est déménagée. L’année suivante, le campanile logeant le carillon est construit sur l’emplacement laissé vacant, lequel est mitoyen avec le pavillon des pèlerins.
Lors de la construction du magasin, la topographie du site amène les concepteurs à l’ériger sur un soubassement afin qu’il soit au même niveau que le kiosque des plans. Au moment de l’agrandissement, de grandes baies vitrées sont percées dans les élévations ouest et nord, et on ajoute une véranda permettant aux visiteurs de profiter de la vue panoramique sur l’étendue nord de la ville.
Haut d’un étage, le bâtiment est plutôt discret sur le site de l’Oratoire et son impact visuel est minime.