Desde 1897, los peregrinos acudieron a la tumba de Santa Teresa y poco a poco se construyó un santuario en Lisieux para recibirlos. En 1923, Lisieux se preparaba para la beatificación de la pequeña Teresa, esta fue la ocasión para crear un centro de acogida y de preparar las festividades. Hasta 1962, el santuario acogió a casi dos millones de peregrinos cada año. En 1964, se abrió el Hogar Santos Luis y Celia Martin, donde en un primer momento se acogían a las personas enfermas. Con motivo del doctorado de Santa Teresa, se instalaron nuevas infraestructuras delante de la basílica: sala de conferencias, anfiteatro, etc.
Tras la muerte de su esposa Celia, Luis Martin se mudó con sus cinco hijas a la casa de los Buissonnets. Es precisamente en esta casa burguesa de la rue du paradis (calle del paraíso en español) donde Teresa pasaría once años de su vida, hasta su ingreso en el convento Carmelita. Ella misma dijo: "Fue un placer venir a Lisieux, a los Buissonnets, fui verdaderamente feliz". A partir de 1911, la casa de Teresa se convirtió en un lugar de peregrinación. En 1931, la casa fue confiada a las Oblatas de Santa Teresa quienes daban la bienvenida a los peregrinos y hacían el mantenimiento de la casa y el jardín con las donaciones recibidas. La visita de la casa familiar permite a los peregrinos imaginar la infancia de la santa y el amoroso entorno familiar en el que creció. Los visitantes pueden contemplar los juguetes o el libro de oraciones de la pequeña Teresita. A partir de 1932, la casa familiar acogía a más de 80.000 visitantes cada año.
El Papa Pío XI llamó a Santa Teresa del Niño Jesús la estrella de su pontificado y la canonizó el 17 de mayo de 1925. De hecho, él fue el pionero del proyecto de construcción de una gran y hermosa basílica en Lisieux (Normandía, Francia), pero el clero local se opuso al proyecto, alegando que el culto a la pequeña Teresa no duraría mucho tiempo. Además, Lisieux ya tenía muchas construcciones de índole religiosa. A pesar de esto, en 1927, el proyecto empezó a tomar forma cuando el obispo local, Monseñor Lemonnier, se puso a favor de la idea e hizo que un renombrado arquitecto preparara los planos. El trabajo comenzó en 1929 gracias a la motivación del Papa que deseaba hacerla: "muy grande, muy bella, y lo más rápido posible!”. El 11 de julio de 1937, el Papa Pío XII bendijo solemnemente la basílica.
En 1944, el 80% de la ciudad de Lisieux fue destruida por los bombardeos y posteriores incendios. Sin embargo, la catedral y la basílica permanecieron intactas, en cuanto al Carmelo, las llamas se detuvieron en sus puertas. De este modo, 1954 marcó el final de la construcción de una de las iglesias más grandes del siglo XX. El 11 de julio de 1954 el santuario fue consagrado.
La basílica superior está decorada con vitrales hermosos realizados por Pierre Gaudin y puede recibir 3000 peregrinos. La basílica inferior o cripta está totalmente cubierta de mármol y mosaicos que representan los episodios más importantes de la vida de Santa Teresa. La cripta contiene los restos de San Luis y Celia Martin, padres de Santa Teresita del Niño Jesús. El relicario de Santa Teresa reposa en el convento carmelita de Lisieux. El santuario tiene una capilla de adoración donde los peregrinos pueden reunirse tranquilamente. El campanario, que quedó sin terminar, es una torre que alberga 51 campanas. Estas campanas forman lo que se llama un carillón de concierto, el cual fue diseñado por Paccard en la tradición de los carillones flamencos.
El santuario de Lisieux es el segundo lugar de peregrinación más grande de Francia, después de Lourdes. De hecho, en la basílica se celebran misas todos los días. El santuario se mueve al ritmo del año litúrgico y las fiestas carmelitas son las protagonistas. Además, se organizan varios eventos a lo largo del año: conferencias, retiros espirituales, etc.