La construcción del templo, actualmente basílica, fue iniciada en el año de 1682 por el capellán Don Fernando Méndez con la autorización del Virrey Don Tomás Aquino Manrique de la Cerda. Fue terminado en 1689 y consagrado en 1697 por el obispo Isidro Sariñana y Cuenca, año en que fue concluido el convento. Es un templo suntuoso del que sobresale su rica portada de cantera en forma de biombo, ricamente tallada en varias canteras. El interior del templo guarda entre sus objetos de veneración una imagen de la Virgen de la Soledad, que es reconocida como la Patrona Espiritual del pueblo de Oaxaca y a quien se le rinde un culto y una devoción similar a la que nacionalmente se le brinda a la Virgen de Guadalupe.
En la parte trasera dela basílica se puede acceder al museo histórico y religioso, en donde, al entrar se encuentran esculturas de lámina de metal de la historia del arriero y la mula que trajeron la Virgen de la Soledad y a un costado un pequeño salón con objetos religiosos de esa época.
A un costado dela basílica se encuentra un ex convento que actualmente funciona como el palacio municipal de Oaxaca de Juárez.
Asimismo, cuenta con una explanada fuera del atrio de la basílica (jardín Sócrates), en ella se puede comer una deliciosa nieve tradicional y dulces regionales.