Este dilatado proceso configurativo presenta una planta gótica de triple nave. Cuatro tramos para cada nave y sin crucero. La cabecera es poligonal, de siete flancos. Está recorrida por una girola. Sobre la nave derecha se abren capillas laterales. En el lado contrario, un espacio porticado en cinco divisiones. Los doce tramos, de las tres naves, se estructuran por medio de pilares redondos con columnillas adosadas. Sobre los pilares se dispone un sistema de arcos ojivales que descansan en capiteles fajados sin decoración alguna. Para todos los tramos de la nave mayor, se alzan complejas bóvedas de crucería. En el primer tramo se emplea una bóveda sexpartita. El segundo se aboveda mediante terceletes en forma de hexágono. Sobre el tercer tramo discurre una estrella compleja con once claves y forma octogonal. La última bóveda es estrellada y aparece decorada con motivos geométricos. En la cabecera, se eleva una bóveda radial de ocho nervios. El deambulatorio plantea siete tramos de bóvedas tetrarradiales. Los ocho tramos de las naves laterales se cubren mediante sencillas bóvedas de crucería y nervios diagonales. Todo el interior parroquial, excepto el coro, aparece recorrido por un triforio gótico del siglo XV. Consiste en una bella y sutil composición irregular enmarcada en registros de tres, ocho y hasta nueve vanos trilobulados.
Al exterior, se presenta como un monumental conjunto de línea horizontal en el que sobresale la robusta torre situada a los pies. De la estructura externa, la imagen parroquial se traduce en los pilares mórtidos y arbotantes estilizados que otorgan gran belleza al conjunto. Están configurados para soportar el empuje y la altura de la nave central. Los arcos arbotantes se rematan mediante pináculos piramidales decorados con motivos geométricos y zoomorfos. Sobre los contrafuertes de la cabecera, también se disponen pináculos piramidales de menor tamaño y decoración dentada. Toda la cubierta del templo aparece recorrida por una bella crestería de piedra que se alza sobre la cornisa. En la cabecera y nave de la Epístola, consiste en una composición de rombos de cuatro lóbulos. En la crestería de la fachada del Evangelio se repite una sucesión de arquillos trilobulados. El interior parroquial se ilumina a través de varios vanos situados en la zona del ábside y la cara sur. La fachada norte, paralela al rigor del mar, es ciega. En la zona de la cabecera se abren tres huecos apuntados trigeminados. Sobre el muro sur, se disponen ocho grandes vanos de similar factura. Los superiores se cubren con vidrieras policromadas. A los pies, destacan dos rosetones bajos y una claraboya apuntada de bella composición mixtilínea. Completan la iluminación parroquial seis grandes huecos apuntados localizados en las tres capillas inferiores, así como otros repartidos en la zona posterior del ábside.
La basílica de Lekeitio cuenta con dos ingresos. El ingreso principal corresponde con la portada gótica de la fachada occidental. Data del siglo XV. En cuanto a la imaginería escenográfica, representa una de las portadas más importantes del gótico vasco. Se ordena como una gran pantalla vertical dividida en dos niveles separados por un friso. Toda la estructura está enmarcada por dos columnillas esbeltas. En el registro inferior, se abre un gran arco apuntado. Lo configuran nueves arquivoltas que descansan sobre capiteles corridos cilíndricos. Las dos puertas de entrada son dos arcos escarzanos y están seccionadas por un parteluz. El parteluz sirve de asiento para una escultura de la Virgen con el Niño bajo dosel. Fue realizada por el escultor Francisco Crisal. En el tímpano, se representa una bella composición de la Trinidad. La talla principal es el Trono de Gracia en el que Dios coronado sostiene con su mano izquierda a Cristo crucificado mientras bendice con la derecha. La escena se completa con cuatro ángeles; dos músicos y dos turiferarios. La superficie de la arquivolta exterior está recorrida por doce ángeles bajo doseletes. Todos ellos son músicos y aparecen con instrumentos de la época como el salterio, la flauta o la ocarina. El friso, que divide la composición, está ordenado con diecinueve tallas también bajo dosel. La figura central, de mayor tamaño, representa a Cristo Crucificado. A ambos lados, seis apóstoles y otras tres escenas entre las que destacan el Bautismo y la Piedad. La línea de imposta sobre la que apoya el friso, está decorada con basiliscos. Por debajo, en los laterales, dos peanillas con sendos monjes bajo dosel. Las pilastrillas verticales, que enmarcan el ingreso, se ornamentan en cada flanco con siete figurillas de ángeles y santos. El Friso de los Ángeles está ubicado bajo la ventana principal. Consiste en una faja decorativa en la que se representan diecinueve torsos de ángeles, además de los motivos del sol, la luna y una estrella. De manera simétrica, en el registro superior de la portada, aparece otro arco apuntado de similar tamaño al del ingreso. Está resguardado por una arquivolta sin decoración y en la que se inscribe la claraboya de tracería. El lenguaje didáctico de la escultura de la portada es claro. Una catequesis dividida en dos niveles. El inferior, en el que se representa la tierra regida por Dios y el superior, con el cielo unido por el eje de la Cruz. Un narrativo mensaje para el hombre medieval en el que la salvación llegará a través de Dios y de la Iglesia. La torre parroquial está situada a los pies del edificio. El fuste cúbico es original de la fábrica gótica. El cuerpo de campanas data de 1856. De estilo neoclásico, tiene planta octogonal y cuatro arcos de medio punto. En la cúpula se distribuyen cuatro ojos de buey y se decora con escamas radiales. La torre se remata con pequeña linterna y una cruz.
En el interior parroquial se guarda un importante contenido mueble. El retablo mayor se localiza en zona del Presbiterio. De estilo gótico, data de comienzos del siglo XVI. Constituye uno de los mejores ejemplos de la retablística gótica vasca. Fue confeccionado por el maestro Juan García Crial, "Cristales". De gran envergadura, se organiza en banco y triple cuerpo ordenado en cinco calles y cuatro entrecalles. Toda la estructura está policromada y con filigranas para cada una de las hornacinas y paneles. El amplio repertorio iconográfico hace referencia a escenas marianas y de Jesucristo. Destaca la escena de la Dormición de la Virgen flanqueada por los Doce Apóstoles. El guardapolvo es de estilo mudéjar y está decorado con motivos geométricos y estrellas. En la hornacina central, se guarda una Andra Mari sedente del siglo XIV. El retablo de Nuestra Señora del Carmen se sitúa en la zona del Evangelio. Data del siglo XVIII. Se organiza en banco, cuerpo de única calle y ático. Destaca el relieve de la titular y sendas imágenes de San Pedro y San Antón. En la girola se ubica el retablo de Nuestra Señora de la Antigua. De estilo barroco, data de finales del siglo XVII. Se ordena en banco, cuerpo de triple calle y ático. Guarda una interesante talla mariana del siglo XIII. En este mismo lugar se localiza el retablo de San Antonio de Padua. Presenta banco, cuerpo de triple calle y ático. Fue realizado por el escultor Francisco Ugartemendia. De estilo barroco, data de finales del siglo XVIII. El lado de la Epístola acoge la capilla de Santa Ana, actual museo parroquial. Es una estancia de comienzos del siglo XVI, cubierta con bóveda de terceletes con ligaduras. En su interior se guardan diferentes piezas. Alberga el Tríptico de la Pasión. Confeccionado en madera policromada, se trata de un retablo hispano-flamenco de finales del siglo XV. La parroquia también cuenta con un órgano Cavaille-Coll. Fue financiado por José Javier Uribarren, banquero de París, nacido en Lekeitio.
En 1931, la Basílica de Lekeitio fue declarada Bien de Interés Cultural. En 1998, con motivo de una campaña de restauración integral del edificio, es reconocida como Bien Cultural del País Vasco.