Prvo gotsko cerkev so na tem mestu postavili celjski grofje konec 14. stoletja. Sedanjo baročno obliko je dobila cerkev v 2. četrtini 18. stoletja po zaslugi lastnikov bližje graščine Novo Celje, baronov Miglio. Cerkev je dolga 37,5 m, široka 19,45 m in visoka 13 m. Glavno ladjo in stranske kapele je poslikal Jakob Brollo leta 1875, tako da je na stropu glavne ladje upodobljena molitev Zdrava Marija, na stropih stranskih kapel pa Marijina zaroka. Nad spovednicami na desni strani so prizori,
povezani z zakramentom sprave, na levi pa romanja v Petrovče.

Posebej omembe vreden je sloviti Plainerjev oltar v tretji levi kapeli iz leta 1605, saj je najstarejši leseni renesančni oltar na Slovenskem, posvečen je sv. Nepomuku. Pomembna sta kamnita kropilnika, v cerkvi z letnico 1655 in v zvonici z letnico 1645. Prižnica je iz konca 18. stoletja. V prezbiteriju pod daritvenim oltarjem je grobnica, v kateri sta pokopana baron Miglio iz bližnjega Novega Celja, in prva pomembnejša slovenska pesnica Fany Hausmann. Strop v prezbiteriju je poslikal Anton Lerchinger leta 1760 in prikazuje Marijino vnebovzetje, štiri evangeliste in cerkvene očete.

V ozadju prezbiterija je glavni baročni oltar iz 18. stoletja, kjer izstopa v skupini kipov čudodelni lik naše ljube Gospe Petrovške. Okronana Mati božja se smehlja in drži dete Jezusa v levi roki ter žezlo v desnici. Na upognjenem prstu desne roke se blesti prstan z dragim kamnom, ki ga omenja legenda. Ob njej sta v družbi angelov njena starša sv. Joahim in sv. Ana, z vrha oltarja pa jo obsevajo od Boga Očeta sijoči žarki.

Od leta 1965 svetišče upravljajo dominikanci. O priljubljenosti petrovške Marijine božje poti pričajo številni zahvalni predmeti in knjiga zahval. Leta 1984 je bila ta cerkev s posebnim odlokom papeža Janeza Pavla II. povišana v baziliko.