La basilica si erge nel cuore del centro storico del paese, si affaccia su una piccola piazza da cui si dipartono i principali assi viari.
L’attuale edificio è il frutto di diverse modifiche e ampliamenti susseguiti nel corso del tempo. Infatti, l’impianto originario risale al V-VI secolo, eretto sul luogo dove, secondo la tradizione, sia avvenuto il martirio del santo. Il primo impianto, sede della diocesi di Sulci, doveva svilupparsi su impianto a croce greca, con cupola all’incrocio dei bracci, voltati invece a botte. Il martyrium era dotato anche di santuario ipogeo, dove era accolto il sarcofago con le spoglie del santo.
Nel 1089 il tempio è donato da Costantino de Lacon-Gunale, giudice di Cagliari, ai monaci Vittorini di Marsiglia. Questi trasformano la pianta greca in latina, allungando la navata centrale e inserendo un’ampia abside. La tessitura muraria dimostra che un ulteriore ampliamento fu realizzato tra il XVII e il XVIII secolo, quando fu realizzato l’allungamento dell’aula e l’attuale facciata; mentre il campanile a canna quadrata, dotato di orologio, è un aggiunta ottocentesca voluta dal Comune.
L’interno della basilica, perlopiù spoglio e lasciato con i conci a vista, conserva i simulacri lignei di Santa Lucia, Cristo Risorto, Madonna Addolorata, Madonna del Carmine e Sant’Antioco. La basilica permette inoltre l’accesso alla sottostante catacomba; qui è conservata la sepoltura che la tradizione collega al santo e un nucleo di tombe dei primi cristiani, distinte in loculi, fosse a pavimento e arcosoli, di cui uno con l’immagine del Buon Pastore.
