Di origine molto antica presenta una facciata e un'impostazione gotica nell'esterno a cui si abbina un'immagine sostanzialmente barocca per decorazione e fasto nell'interno. La chiesa ospita il corpo di San Pellegrino Laziosi, contenuto in una cappella sei-settecentesca a lui dedicata.
Il suo corpo è custodito in una teca di cristallo posta nella basilica di San Pellegrino Laziosi, nel centro di Forlì.
Il culto del beato Pellegrino Laziosi fu confermato da papa Clemente XI l'11 settembre 1702; il 27 dicembre 1726 fu canonizzato da papa Benedetto XIII. Il suo elogio si legge nel Martirologio Romano al 1º maggio.
È venerato come "protettore degli ammalati di cancro" e riconosciuto anche come santo da invocare per i mali delle gambe.[3] È inoltre il patrono degli ammalati di AIDS e di ogni altra malattia di particolare gravità.
Pellegrino Laziosi è co-patrono di Forlì, dove si svolge una fiera in suo onore, il 1º maggio di ogni anno, caratterizzata dalla vendita di cedri.

La parte più antica del complesso è il capitolo, dove sono conservati affreschi di varie epoche di cui il più noto è il Crocifisso giottesco di Giovanni da Rimini, davanti a cui si dice sia stato risanato Pellegrino.
L'esterno rivela una facciata in mattoni a salienti in cui spicca il portale gotico, rimasto dalla prima versione della basilica in stile gotico, impostato su un arco acuto e profilato di decorazioni tortili. Nell'esterno sono presenti altri edifici adiacenti alla struttura della chiesa. Si trova anche un campanile nel retro, costruito nel 1856-57 con disegno dell'architetto Giuseppe Cantoni.
La basilica si compone di tre navate, con dieci altari laterali, convergenti tutti verso l'abside.

La Basilica è accessibile a tutti e non presenta barriere architettoniche, come anche la piazza sulla quale si affaccia, Piazza G. B. Morgagni.