La facciata e l'atrio interno furono progettati ed eseguiti entro il 1736 da Francesco Vici "capo mastro muratore", di Rocca Contrada (attuale Arcevia, in provincia di Ancona) che realizzò tutto il piano di rifacimento del tempietto del 1497 redatto dall'architetto Luigi Vanvitelli.

La scritta in alto, al centro del timpano della facciata, riporta il titolo del Santuario: Mater Misericordiae.

Nel rettangolo sottostante si legge il nome della custode e proprietaria della chiesa (dal 1574): "Della Venerabile Confraternita della SS. Trinità di Macerata".

Più in basso, sotto il cornicione, circondando l'oculo che dà luce all'interno, campeggia lo stemma (due delfini) del nobile Guarniero Marefoschi, munifico benefattore che a sue spese

commissionò all'Architetto Luigi Vanvitelli tutta l'opera di rifacimento architettonico e di ornamento pittorico e marmoreo dell' interno della chiesetta (1735-1736).

Più in basso ancora, sopra il portale d'ingresso sono indicate le indulgenze concesse ai visitatori della basilica: "Indulgenza plenaria una volta l'anno con possibilità di lucrarsi tutti i giorni".

Ai due lati della facciata, i due portichetti semicircolari su due colonne tuscaniche, con cancelli di ferro (realizzati da Vittorio Gentili), furono progettati dal prof. Giuseppe Rossi (1892).