Fue construída en sillería y mampostería hacia 1.716 por Gregorio DE ALZOLA. Es una nave muy ancha, dividida en tres tramos por estribos interiores semicirculares y cabecera ochavada de tres paños. La nave se cubre con techumbre a doble vertiente, la cabecera con cúpula, el arco triunfal es de medio punto. a los pies hay coro alto.
la bóveda del segundo tramo ha sido rehecha modernamente imitando lunetos. La portada a los pies es adintelada y sobre ella está la imagen del titular en hornacina bajo frontón triangular rematada en espadaña de un hueco. Las puertas de ingreso son del siglo XVIII. hay una reja separando primero y segundo tramo, del siglo XVIII. La de dos tramos con capillas entre contrafuertes, crucero y cabecera rectangular, pilastras cruciformes y arcos de medio punto soportan lunetos excepto en crucero, que hay una cúpula, y en cabecera, que hay cañón.
El retablo mayor del presbiterio es barroco, de la primera mitad del siglo XVIII. Custodia la imagen del titular, San Marcial, que ya era muy popular desde antes de la construcción de la Basílica, así como un relicario de madera con apliques de metal, nácar y hueso.