Zdalo sa, akoby Panna Mária po postavení kaplnky chcela dať najavo, že sa jej toto úsilie páči. Biskup dal neďaleko kaplnky vykopať veľkú cisternu na zachytávanie dažďovej vody. Sotva však odkryli prvú vrstvu, ukázala sa tenučká vodná žila, ku ktorej sa postupne pripájali ďalšie a ďalšie. Zakrátko vytvorili prameň čistej sviežej vody. Medzi odborníkmi to vyvolalo údiv a prekvapenie. Kde sa v tejto pórovitej a vápenatej pôde vzal takýto prameň, keď na okolí nebolo ani najmenšieho žriedla? Ľudia boli presvedčení, že prameň je darom Panny Márie. Takto vyriešila Panna Mária pre Fatimu životne dôležitý problém. Veď ako ináč by mohla Fatima prijať množstvo pútnikov v letných horúčavách, keď nablízku nebolo pitnej vody? Odvtedy núdza o vodu vo Fatime nebola. V strede Námestia, presne nad hlavným prameňom vody, vyčnieva Pamätník Najsvätejšieho Srdca Ježišovho z roku 1932 a naznačuje, že jeho voda je nástrojom mnohých milostí.
Základný kameň samotnej Ružencovej baziliky bol položený 13. mája 1928, pričom jej stavba trvala viac ako 25 rokov a bola posvätená na sviatok Panny Márie Ružencovej dňa 7. októbra 1953. Má 15 oltárov, ktoré sú venované 15 tajomstvám ruženca. Po bokoch oltára sa nachádzajú hroby Lucie, Fratiška a Hyacinty a sú tu aj pozostatky José Correia da Silva, prvého biskupa Leirie po fatimských zjaveniach. Dňa 13. mája 1922 sa začal vo Fatime kanonický proces. Proces a vyšetrenie fatimských udalostí zverili sedemčlennej komisii, pozostávajúcej z ľudí odovzdaných viere, ale aj vede. Táto komisia pracovala pomaly, ale svedomite. Až 14. apríla 1930 mala poslednú schôdzu, na ktorej ešte raz preskúmali 31 kapitol dlhej správy, ktorú potom predložili biskupskej vrchnosti. Sám biskup potom venoval štúdiu spisov a príprav definitívneho rozhodnutia šesť mesiacov. Stalo sa tak presne 13. rokov po poslednom zjavení 13. októbra 1930, v Cova da Iria, za prítomnosti asi stotisíc pútnikov. Vtedy bol zverejnený významný dokument – pastiersky list o úcte Madony vo Fatime, ktorý vyhlásil zjavenia v Cova da Iria od 13. mája do 13. októbra 1917 za hodnoverné a povolil verejnú úctu „Našej milej Pani z Fatimy“. A na záver ešte niekoľko zaujímavostí z Fatimy. Prvú sochu Fatimskej Panny Márie, vyrobenú v súlade s pokynmi sestry Lucie, vyrobil José Ferreira Thedim a posvätená bola 13. novembra 1927 v Ríme, ale podľa pokynov sestry Lucie bola niekoľkokrát retušovaná. Je vyrobená z cédrového dreva z Brazílie a meria 1,04 metra. Táto socha sa stala putovnou sochou, cestovala už skoro po celom svete a prináša svetu posolstvo mieru a lásky. Vo Fatime pri vchode do Svätyne môžeme vidieť aj pravý betónový segment Berlínskeho múra, ktorý daroval portugalský emigrant v Nemecku a je tu umiestnený ako znak vďaky Bohu za pád komunizmu, čo Panna Mária sľúbila vo Fatime. Kvôli nepostačujúcej kapacite Ružencovej baziliky bol na opačnej strane námestia vybudovaný nový kostol, ktorý bol na žiadosť Sv. Otca Jána Pavla II. zasvätený Najsvätejšej Trojici. V roku 2012 mu bol udelený titul Basilica minor a vyniká pozlátenou mozaikou na hlavnej oltárnej stene, ktorej autorom je Marko Rupnik, známy slovinský umelec a jezuita.