Situata fuori della primitiva cinta muraria di epoca carolingia, in quello che oggi è il cuore del centro storico, a breve distanza dall'allora cattedrale extraurbana di San Siro e dal rio di Soziglia, la basilica è considerata il più antico santuario mariano di Genova (Prima Aedes Januae Deiparae dicata): sembra infatti che una cappella intitolata alla Vergine fosse stata edificata in questo luogo già nel VI secolo, in seguito ad un'apparizione mariana ad Argenta del casato Grillo.

L'attuale prospetto principale della basilica, rimasto a lungo incompiuto, fu realizzato tra il 1841 e il 1848. Di tardo stile neoclassico, è l'opera più importante di Ippolito Cremona. L'architetto, venuto a mancare prima dell'ultimazione dei lavori, era riuscito ad integrare armonicamente le colonne rinascimentali già esistenti con il motivo del doppio timpano. Il portale quattrocentesco sul lato destro della chiesa è sormontato da statue attribuite a Donato Rodari e Giovanni Gaggini; l'affresco nella lunetta, raffigurante la Madonna col Bambino e San Giovannino che offre un grappolo d'uva è opera di Domenico Piola (fine XVII secolo).

Sull'altare maggiore, ultimo lavoro di Giacomo Antonio Ponsonelli (1730) su disegno di Pierre Puget, è posta una statua della Madonna, sorretta da figure d'angeli, dello stesso artista. Nel presbiterio si trovano alcuni dipinti settecenteschi: Natività della Vergine di Giuseppe Cades, Presentazione della Vergine di Giovanni David (1785) e Annunciazione di Carlo Giuseppe Ratti (1787).