La basilica è il monumento più importante di Acireale, dichiarato monumento nazionale. Nel dicembre del 1990 papa Giovanni Paolo II l'ha elevata alla dignità di basilica minore.

Il primo cantiere venne aperto nel 1609 e la chiesa completata nel 1644 con sussidi del municipio e offerte dei fedeli. Il tempio venne largamente ristrutturato dopo il terremoto del 1693, tra il 1699 e1705, assumendo l'aspetto attuale. La chiesa fu elevata a collegiata con bolla pontificia del 20 novembre 1924.

La facciata, realizzata su disegno di Angelo Bellofiore, intarsi di Diego e Giovanni Flavetta, ha più ordini e presenta un fregio con quattordici putti che reggono festoni. La chiesa è preceduta da una balaustra realizzata nel 1754 da Giovan Battista Marini su progetto di Pietro Paolo Vasta, arricchita da statue raffiguranti personaggi dell'antico testamento: Giuditta, Giaele, David, Giosuè, Mosè, Aronne, Giuda Maccabeo, Gedeone,Sansone.

L'interno, a croce latina, è ricco di affreschi di Pietro Paolo Vasta, realizzati tra il 1732 e il 1736, nel transetto e nel coro con alcune scene della vita del santo, nella cappella del Santissimo Sacramento con scene della vita del Cristo, e nel tamburo della cupola. Precedentemente al terremoto del 1693 le fonti riportano l'esistenza nella chiesa di opere pittoriche di Baldassarre Grasso, maestro del Vasta. La cappella laterale sinistra è affrescata da Alessandro D'Anna.

Martirio di San Sebastiano,

affresco nel coro, opera di Pietro Paolo Vasta

Le tele conservate nella basilica sono:

• Pietà di Pietro Paolo Vasta
• Trinità coi santi Marco Evangelista, Girolamo, e Liborio Vescovo di Pietro Paolo Vasta e Vito d'Anna
• Santi Cosma e Damiano, San Giovanni Battista di Antonino Bonaccorsi
• Gesù e Maria e San Gaetano di Alessandro Vasta

A destra nel transetto spicca l'altare sormontato da una porta coperta dalla tela del San Sebastiano in gloria di Michele Vecchio, dietro cui è conservato il simulacro di San Sebastiano, che viene tradizionalmente portato in processione su di un fercolo argenteo trainato dai "divoti" il 20 gennaio.