El santuario de Atocha fue elevado a la dignidad de Basílica el 12 de noviembre de 1863 a petición de la reina Isabel II, gracia que le fue otorgada por S.S. Pío IX.
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La actual edificación inaugurada en 1951 (en la Navidad) forma un rectángulo de 52 metros de frente por 34 de fondo, con una altura en la nave central de 13,25 metros en la que destacan las vidrieras de un estilo de interpretación moderna del románico y que representan los misterios del Rosario en diseño del fallecido pintor Carlos Pascual de Lara. Posteriormente fueron terminados el altar mayor y el camarín de la Virgen que hoy podemos afirmar es una de las patronas de Madrid que tiene un hermoso templo moderno.
Como tradición de devoción de la Familia Real a la Virgen de Atocha, al finalizar la ceremonia los novios se dirigen a la Real Basílica de Nuestra Señora de Atocha para depositar el ramo de novia ante la Virgen a quien ya se veneraba en el siglo VII en una ermita cerca del Manzanares.