La phase initiale de la décoration prévue par l’architecte O’Donnell a suscité de nombreuses critiques. En effet, celle des premières années, montre un aménagement bien différent de l'actuel.

Le mur de chevet du sanctuaire, bien plat comme le voulait la tradition des églises gothiques anglaises, présentait alors une grande verrière. Celle-ci aveuglait les fidèles par un effet de contre-jour.

La Fabrique, sous la direction du curé Victor Rousselot, décide alors de réaménager l’intérieur et engage l’architecte montréalais Victor Bourgeau.

De 1870 à 1900, Rousselot et Bourgeau travaillent sur un style et un symbolisme inspirés de la Sainte-Chapelle à Paris. Ce sont surtout les couleurs choisies, les motifs des feuilles d’or dans la voûte et les colonnes qui nous rappellent la Sainte-Chapelle.

Le bleu, les dorures et les colonnes qui caractérisent si bien la Basilique.

De l’ancienne église, on retrouve dans le décor actuel six tableaux (voir la photo ci-dessous).

Par souci d'économie, on a placé dans le sanctuaire le maître-autel de l'ancienne église; cet autel se trouve aujourd'hui dans la chapelle latérale dédiée à Sainte Marguerite d'Youville.