O tecto tinha ao centro um belíssimo afresco de Francisco Vieira Lusitano, célebre pintor oitocentista, representando D. Afonso Henriques de joelhos no cumprimento do seu voto, enquanto um anjo leva à Virgem o rolo com os planos da Basílica e outro uma coroa; Nossa Senhora está com o Menino ao colo, rodeada pelos mártires, sob uma representação do Espírito Santo. Os altares estavam guarnecidos de talha em ouro. As paredes eram revestidas de mármore com embutidos, particularmente cuidados na capela-mor, nas capelas do cruzeiro, a capela do Santíssimo e a de Santa Catarina, e no baptistério. O pavimento era empedrado formando xadrez.

No Dia de Todos os Santos de 1755, cinco anos após o último restauro, o terramoto e o incêndio que se lhe seguiu tudo reduz a escombros.

Na Quaresma de 1756  a Paróquia fixou-se provisoriamente numa pequena ermida, a ermida de Nossa Senhora da Graça e de São Pedro Telmo, em território da Freguesia de São Paulo. Aí permaneceu até estar concluída a trasladação da Basílica para um terreno um pouco mais a norte, onde existia já a ermida do Bom Jesus do Perdão. No reordenamento pombalino para a reconstrução cidade, a Basílica deveria situar-se na zona chique do Chiado, com entrada para a Rua das Portas de Santa Catarina, hoje Rua Garrett, contígua ao Largo das Duas Igrejas.

Em boa verdade, aquilo que da Basílica destruída pelo terramoto se trasladou, foram os escombros que ficaram nos caboucos da nova Basílica. Embora sendo outra, era como se fosse a primitiva. Por isso o povo não falava de construção, nem de reconstrução, mas de trasladação. Salvou-se a sagrada imagem, ao culto desde o último restauro, portanto uma imagem do século XVIII, um baixo relevo em mármore italiano emoldurado a mármore preto, que serve de retábulo no altar da sacristia da Colegiada (sacristia Paroquial), um ossário revestido de talha dourada com vários ossos e duas caveiras dos santos mártires da conquista de Lisboa, muito venerado no altar das Almas onde se encontrava ao culto, e a pia baptismal.

Apesar de tão escasso espólio recuperado, trasladação é a palavra verdadeira. Quem visita a Basílica experimenta que, com as pedras vieram também as bênçãos e as graças que aquela sagrada imagem, presença da soberana Protectora, atrai sobre a cidade e o povo de Lisboa. Não admira que o Papa Pio VI, em Breve com data de 15 de Setembro de 1779, conceda indulgência plenária a cada um dos fiéis de Jesus Cristo de um e outro sexo que, verdadeiramente arrependidos, confessados e reforçados com a sagrada Comunhão, devotamente visitem a Basílica no dia 13 de Maio desde a véspera até ao pôr do sol do mesmo dia e aí rogarem a Deus pela paz entre as nações, pela ortodoxia da fé e pela fidelidade da santa madre Igreja.

As obras foram assumidas pela própria Irmandade do Santíssimo Sacramento e de Nossa Senhora dos Mártires - as unidas, como, para abreviar, são bastas vezes designadas nas actas das reuniões - e tornadas possíveis graças a uma importante doação de um comerciante do Porto, Manuel Pacheco Pereira. O arquitecto escolhido foi Reinaldo Manuel dos Santos e o estilo é o barroco tardio. A ornamentação  interior revela já muitos traços dos estilos rocaille e neo-clássico.

O lioz, pedra calcária muito rija, é utilizado no exterior da Basílica, nomeadamente na fachada principal e na torre sineira. O interior da Basílica, tanto as paredes como parte do pavimento, está revestido em mármores de várias tonalidades, rosa, branco, amarelo e cinza, que conjugadas com a luz que penetra pelas amplas janelas do coro alto e por outras rasgadas nas paredes laterais, sobre a cornija, proporciona a qualquer hora do dia um agradável ambiente propício ao recolhimento e à oração. Refira-se ainda a teia em mármore branco que desenha a nave, os corredores laterais e delimita o transepto.

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