Situada no recinto do Santuário de Fátima, no extremo oposto à Basílica de Nossa Senhora do Rosário de Fátima, a Basílica da Santíssima Trindade foi inaugurada a 12 de outubro de 2007. Em forma de círculo, com 125 metros de diâmetro, a obra é da autoria do arquiteto grego Alexandros Tombazis (n. 1939). A porta principal é dedicada a Jesus Cristo e tem 12 portas laterais dedicadas aos Apóstolos. A Basílica tem capacidade para cerca de 9 mil lugares sentados.

A Basílica da Santíssima Trindade abriu um novo diálogo de convergência e de comunidade, convidando à meditação, oração e comunhão. O projeto incorporou contributos artísticos nacionais e internacionais, estabelecendo uma articulação consciente entre arquitetura e arte.

As obras de arte do novo templo foram confiadas a criadores de referência em diversas áreas da produção artística contemporânea. Álvaro Siza-Vieira (n. 1933) pintou o painel de azulejos dedicado aos Apóstolos Pedro e Paulo, colocado no piso inferior da Igreja. Pedro Calapez (n. 1953) criou o pórtico principal. Francisco Providência (n. 1961) desenhou o nome dos Apóstolos a que são dedicadas as portas laterais do templo. O canadiano Joe Kelly gizou a parede frontal de vidro serigrafado em inúmeras línguas. O esloveno Ivan Rupnik criou o mosaico em folha de ouro, a Nova Jerusalém do Apocalipse de São João, que guarnece a parede do Presbitério. A irlandesa Catherine Green concebeu o grande crucifixo de bronze que se suspende sobre o altar. O italiano Benedetto Pietrogrande esculpiu, em mármore de carrara, a imagem de Nossa Senhora, para o Presbitério. No exterior, a Cruz Alta do Santuário de Fátima foi construída pelo alemão Robert Schad e o polaco Czeslaw Dzwigaj realizou a estátua monumental do Papa João Paulo II.