L'attuale edificio, solenne complesso neoclassico, sorge sull'area dell'antica chiesa di Santa Maria de' Servi, edificata nel 1317. Nella prima metà dell'Ottocento viene demolita l'antica chiesa e, su progetto di Carlo Amati, viene iniziata nel 1839 la costruzione del nuovo tempio dedicato a san Carlo Borromeo. Inaugurata nel 1847, la Basilica, si ispira, per i suoi motivi circolari, al Pantheon di Roma, richiamato, oltre che dalla cupola ampia quanto il corpo della Chiesa, anche dalle esedre interne e dalle 36 colonne monolitiche in granito, che delimitano la piazza.