Desde 1897 os peregrinos afluíram ao túmulo de Santa Teresa e um santuário foi aos poucos sendo construído em Lisieux para acolhê-los. Em 1923, Lisieux se preparava para a beatificação da Teresinha, foi então a ocasião de estabelecer um centro de acolhida, e preparar as festividades. Até 1962, o santuário acolheu cerca de dois milhões de peregrinos por ano. Em 1964 uma Casa de Acolhida Luís e Zélia Martin foi criada e acolheu primeiramente os enfermos. Na ocasião do doutorado de Santa Teresa vão ainda ser construídas novas infraestruturas em frente à basílica: sala de conferência, anfiteatro etc.
Luis Martin se estabeleceu com suas cinco filhas na casa dos Buissonnets após a morte de sua esposa Zélia. Foi nesta casa burguesa, situada Rua du paradis, que Teresa passou onze anos de sua vida, até sua entrada no Carmelo. Ela mesmo disse: “Foi com muito entusiasmo que eu vim para Lisieux, aos Buissonnets, foi aí que minha vida se tornou verdadeiramente feliz.”. Desde 1911 a casa de Teresa se tornou um local de peregrinação. Em 1931, a casa foi confiada aos oblatos de Santa Teresa. Elas acolheram os peregrinos e, com os dons recebidos, eles cuidavam da casa e do jardim. A visita da casa familiar permite aos peregrinos representarem a infância da santa, o universo familiar afetuoso no qual ela cresceu. Os visitantes podem contemplar os brinquedos ou ainda o livro de oração de Teresinha. A partir de 1932, a casa familiar acolhe mais de 80 mil visitantes por ano.
O Papa Pio XI dizia que Santa Teresinha do Menino Jesus era a Estrela do seu pontificado, ele a canonizou em 17 de maio de 1925. Foi ele quem deu origem ao projeto de construção de uma grande e magnífica basílica em Lisieux, na Normandia, e a queria muito grande e belíssima. O projeto enfrentou a oposição do clero local, que pensava que o culto a Teresinha iria acabar. No mais, Lisieux já tinha vários edifícios religiosos. Em 1927 o projeto tomou forma: o bispo local, Monsenhor Lemonnier, estava de acordo e preparou o projeto com um arquiteto conhecido. As obras começaram em 1929 graças à motivação do papa que desejava: “fazer grade, belo e o mais rápido possível!". No dia 11 de julho de 1937, houve a benção solene da basílica pelo futuro Papa Pio XII.
Em 1944, a cidade de Lisieux foi destruída em 80% pelos bombardeios e incêndios. A catedral e a basílica permaneceram intactas, quanto ao Carmelo, as chamas pararam em frente à porta. 1954 marca o fim da construção de uma das maiores igrejas do século XX. No dia 11 de julho de 1954 o santuário foi consagrado. O corpo de Santa Teresa repousa no Carmelo de Lisieux.
A Basílica superior comporta 3 mil peregrinos sentados, é ornada por admiráveis vitrais feitos por Pierre Gaudin. A Basílica inferior ou cripta é inteiramente coberta de mármore e mosaicos que representam especialmente os episódios marcantes da vida de Santa Teresa. A cripta contém as relíquias dos santos Luís e Zélia Martin, pais de Santa Teresa do Menino Jesus. O corpo de Santa Teresa repousa no Carmelo de Lisieux. O santuário dispõe de uma capela de adoração, onde os peregrinos podem rezar com tranquilidade. O campanário permaneceu intacto, ele é uma torre contendo 51 sinos, os quais formam o que chamamos de carrilhão de concerto, projetado por Paccard na tradição dos carrilhões flamengos.
O Santuário de Lisieux é o segundo maior lugar de peregrinação da França depois de Lourdes. Todos os dias missas são celebradas na basílica. O santuário vive ao ritmo do ano litúrgico, as festas carmelitas são parte das atrações. Diversos acontecimentos são organizados ao longo do ano, dentre eles conferências e retiros espirituais.