Construit en plusieurs étapes, l’ensemble formé de la crypte, de la basilique et de la chapelle votive est l’œuvre de plusieurs architectes et témoigne de l’évolution des styles architecturaux et des technologies entre 1915 et 1949.
La crypte et une partie de la basilique sont l’œuvre de la firme d’architectes Viau et Venne, qui s’est inspirée, entre autres, de la basilique du Sacré-Cœur de Montmartre en ce qui a trait à l’exploitation du dénivelé et à l’utilisation de terrasses pour asseoir l’imposant ensemble.
En 1937, après un arrêt d’environ trois ans du chantier et le décès de l’architecte Alphonse Venne, la Corporation invite l’architecte français Dom Paul Bellot à prendre le contrôle du projet de la basilique, en collaboration avec le bureau d’architectes Tourville et Parent. Des modifications seront apportées au projet initial, sans démolir ce qui était construit. Une colonnade est donc supprimée et le dôme redessiné. La question de l’esthétique fait également l’objet de discussions, le domaine des arts étant dans une période de mutation où de plus en plus d’artistes remettent en cause le classicisme en prônant un renouveau, notamment dans les arts religieux. Ce questionnement ajouté à la crise économique encore récente entraîne une hausse des coûts et une demande aux autorités de l’Oratoire de restreindre les dépenses.
L’extérieur de la basilique terminé, Lucien Parent dessine les plans pour la chapelle votive, un lieu où l’on expose les témoignages des faveurs obtenues par l’intercession de saint Joseph et du frère André. L’érection de cette chapelle permet l’aménagement de la salle des pas perdus et du musée du frère André. De plus, à l’est, on y annexe le grand secrétariat, un espace nécessaire pour traiter l’importante correspondance de l’œuvre.
Si la construction de l’ensemble a modifié de manière importante le paysage du mont Royal, ses architectes ont su tirer profit des qualités du site. Le bâtiment imposant couronne la montagne et attire tous les regards. La croix qui coiffe le dôme culmine à 260 mètres au-dessus du niveau de la mer, faisant de l’Oratoire un point de repère dans la trame urbaine du nord de Montréal. Finalement, les concepteurs ont, dans leur aménagement, créé des espaces afin que les visiteurs puissent jouir d’une vue panoramique sur l’étendue nord de la ville et sur les Laurentides.
