La chiesa dedicata al culto dei martiri anauniesi Sisinio, Martirio e Alessandro sorge presso l'estrema propaggine meridionale del terrazzo che ospita l'abitato di Sanzeno; l’area, interessata da rinvenimenti archeologici che permettono di ipotizzare una frequentazione certa del sito sin dall’epoca romana, è stata tradizionalmente identificata come il luogo del martirio dei tre cappadoci inviati da San Vigilio verso la fine del IV secolo ad evangelizzare i popoli anauni. Un primitivo edificio, circondato da un cimitero, sorse in questa posizione tra il secolo VII e quello successivo, rimpiazzato da una primitiva chiesa tra i secoli XI e XIII; di questa fu risparmiato il campanile, il sacello meridionale e l’architrave del portale in occasione della completa ricostruzione del tempio, fortemente promossa dal vescovo Johannes Hinderbach a fine XV secolo e completata sotto il vescovo Cristoforo Madruzzo nel secolo successivo, che ha determinato le forme odierne del tempio, elevato alla dignità di basilica minore da papa Paolo VI nel 1973. La facciata a spioventi è divisa in tre settori corrispondenti alla divisione interna delle navate ed è serrata da pilastri angolari. Il settore centrale emergente presenta un paramento murario in conci lapidei, nella cui porzione inferiore si apre il portale lapideo strombato, inquadrato da colonnine lisce e tortili e pilastrini con capitelli gotici racchiusi da un’arcata ornata a rilievo. Al di sopra del portale, due arme cardinalizie sormontate da un oculo strombato profilato da un motivo a cordone. Le fiancate sono ritmate da contrafforti corrispondenti alla divisione interna delle campate; le pareti sono aperte da bifore lobate entro una cornice ogivale a livello della terza e della quarta campata. Al fianco sinistro, presso l’ultima campata della navata, aderisce il volume della sacrestia; nella medesima posizione, sulla fiancata destra, è presente il corpo del sacello meridionale a pianta quadrangolare, a cui è addossata la torre campanaria, aderente alla porzione sud orientale del presbiterio. Il prospetto posteriore rivela il profilo poligonale dell’abside, marcato da contrafforti angolari. Presso i lati obliqui si aprono finestre del tipo visibile sui fianchi; la parete di fondo è caratterizzata da un oculo strombato, dotato di cornice lapidea. La torre campanaria presenta un fusto quadrangolare dotato di un accesso esterno elevato da una scalinata. Una monofora a tutto sesto si apre sui prospetti nord est e sud ovest. La cella campanaria è aperta sui quattro lati da una trifora a tutto sesto con colonnine lapidee e ghiere ribattute ed è sormontata dalla cuspide a piramide quadrangolare, rivestita da scandole lignee e coronata da sfera e croce apicale. L’interno presenta tre navate, ripartite in cinque campate da arcate a sesto acuto sostenute da quattro coppie di colonne libere, dotate di basamenti e capitelli ottagonali. Le pareti della quinta campata presentano un lieve incasso profilato da un’arcata a tutto sesto, ospitante l’ingresso alla cantoria sul lato sinistro e aperto, sulla parete destra, da due arcate a tutto sesto sull’ambiente, elevato da tre gradini e a pianta quadrangolare, del sacello. Questo presenta una porzione voltata a crociera e delimitata da una cancellata a protezione dell’arca lapidea hinderbachiana. L’arco santo, a sesto acuto, introduce all’ambiente del presbiterio, preceduto da una predella lignea ospitante l’altare e l’ambone e delimitato dalla navata dalle balaustre. Le pareti sono ritmate da pilastri semi addossati alle pareti, a sostegno delle nervature lapidee della volta reticolare che copre l’ambiente. Le pareti interne del sacello meridionale, la parete laterale sinistra del presbiterio e la lunetta in facciata presentano un apparato decorativo ad affresco avente carattere figurativo. I capitelli delle colonne interne recano bassorilievi aventi carattere figurativo ed ornamentale.

• Pianta
  • Navata a pianta rettangolare ad asse maggiore longitudinale, divisa in tre navate e recante un’emergenza quadrangolare a sud est; presbiterio a pianta rettangolare ad asse maggiore trasversale, concluso da abside poligonale.
• Facciata
  • La facciata, a ripidi spioventi, è divisa in tre settori corrispondenti alla divisione interna delle navate ed è serrata da massicci pilastri angolari la cui zoccolatura prosegue lungo la parte inferiore del prospetto. Il settore centrale, emergente, presenta un paramento murario in conci lapidei squadrati, nella cui porzione inferiore si apre il portale lapideo fortemente strombato, inquadrato da colonnine lisce alternate a colonnine tortili e a pilastrini, ciascuno coronato da capitello gotico, il tutto racchiuso da un’arcata ornata da viticci in rilievo; la luce della porta a profilo rettangolare è definita da piedritti lisci desinenti in mensole a volute a sostegno dell’architrave, ornato da tondo con mano benedicente e tralci intrecciati a rilievo, sovrastato da una lunetta affrescata. Al di sopra del portale, tre cornici delimitano due arme cardinalizie sormontate da un oculo strombato profilato da un motivo a cordone. Le finiture sono ad intonaco tinteggiato ed elementi lapidei a vista.
• Prospetti
  • Le fiancate sono percorse dallo zoccolo visibile in facciata, rivelano l’aggetto della navata rispetto al presbiterio e sono ritmate, a livello della navata, da contrafforti a sezione quadrangolare corrispondenti alla divisione interna delle campate; le pareti sono aperte da bifore lobate con traforo sommitale entro una cornice ogivale a livello della terza e della quarta campata. Al fianco sinistro, presso l’ultima campata della navata, aderisce il volume della sacrestia; nella medesima posizione, sulla fiancata destra, è presente il corpo del sacello meridionale a pianta quadrangolare, illuminato da due finestre quadrangolari, a cui è addossata la torre campanaria, aderente alla porzione sud orientale del presbiterio. Il prospetto posteriore rivela il profilo poligonale dell’abside, marcato da contrafforti angolari a sezione rettangolare coperti da una falda inclinata. Presso i lati obliqui si aprono finestre del tipo visibile sui fianchi; la parete di fondo è caratterizzata da un oculo strombato, dotato di cornice lapidea. Le finiture sono ad intonaco tinteggiato ed elementi lapidei a vista.
• Campanile
  • La torre campanaria, aderente alla porzione sud orientale del presbiterio e al prospetto orientale del sacello, presenta un fusto quadrangolare aperto da feritoie e dotato di un accesso esterno elevato da una scalinata coperta da una falda inclinata. Una monofora a tutto sesto si apre sui prospetti nord est e sud ovest. La cella campanaria è aperta sui quattro lati da una trifora a tutto sesto con colonnine lapidee e ghiere ribattute ed è sormontata dalla cuspide a piramide quadrangolare, rivestita da scandole lignee e coronata da sfera e croce apicale. Le finiture sono in corsi di conci lapidei a vista.
• Struttura
  • Strutture portanti verticali: muratura in pietrame intonacata; strutture di orizzontamento: volta reticolare in muratura sopra la navata centrale e sopra il presbiterio, volte a crociera sopra le navate laterali, soffittatura lignea e volta a crociera in muratura sopra il sacello meridionale.
• Coperture
  • Copertura a due spioventi sopra la navata, a più falde convergenti sopra l’abside ed il presbiterio, a quattro falde sopra la sacrestia, a una falda sul sacello meridionale. Struttura portante lignea, manto di copertura in scandole di larice.
• Interni
  • L’interno presenta tre navate, ripartite in cinque campate da arcate a sesto acuto sostenute da quattro coppie di colonne libere, dotate di basamenti ottagonali e capitelli ottagonali ornati da bassorilievi aventi carattere ornamentale e figurativo. In controfacciata si impone il volume della cantoria lignea, il cui fronte è ornato da specchiature; le pareti della quinta campata presentano un lieve incasso profilato da un’arcata a tutto sesto, ospitante l’ingresso alla cantoria sul lato sinistro e aperto, sulla parete destra, da due arcate a tutto sesto sull’ambiente, elevato da tre gradini e a pianta quadrangolare, del sacello. Questo presenta una porzione voltata a crociera e delimitata da una cancellata a protezione dell’arca lapidea hinderbachiana. L’arco santo, a sesto acuto, introduce all’ambiente del presbiterio, preceduto da una predella lignea ospitante i poli liturgici dell’altare e dell’ambone e delimitato dalla navata dalle balaustre lapidee. Le pareti sono ritmate da pilastri a sezione mistilinea semi addossati alle pareti, a sostegno delle nervature lapidee della volta reticolare che copre l’ambiente; presso la parete laterale destra è presente un accesso ai locali interni della torre campanaria. Le finiture sono ad intonaco tinteggiato ed elementi lapidei a vista.
• Pavimenti e pavimentazioni
  • Il presbiterio e la navata presentano una pavimentazione in quadrotte in pietra calcarea bianche e rosse disposte a corsi diagonali.
• Elementi decorativi
  • Le pareti interne del sacello meridionale, la parete laterale sinistra del presbiterio e la lunetta in facciata presentano un apparato decorativo ad affresco avente carattere figurativo. I capitelli delle colonne interne recano bassorilievi aventi carattere figurativo ed ornamentale.

• I ‐ VI (preesistenze intorno)
  • Scavi archeologici hanno rilevato la presenza, in loco, di epigrafi votive, stele funerarie, sarcofagi e sepolture, reperti che testimoniano un uso prolungato del sito dall'età romana all'alto medioevo.
• VIII ‐ IX (costruzione intero bene)
  • Ad un primitivo edificio di culto eretto probabilmente tra il secolo VII e quello successivo apparterrebbero alcuni elementi scultorei di arredo liturgico, successivamente reimpiegati nella prima fabbrica bassomedievale; alcune inumazioni coeve testimoniano invece la presenza certa di un cimitero adiacente alla struttura. Sebbene l'erezione di un complesso edilizio composto di più ambienti a pianta quadrangolare in questo periodo sia attestata da rilievi archeologici, gli studiosi non sono concordi nel ritenere tali ambienti l'embrione della successiva chiesa bassomedievale (incerta).
• XI ‐ 1272 (ricostruzione intero bene)
  • La struttura del sacello meridionale e la base della torre campanaria costituiscono allo stato attuale le parti più antiche della fabbrica odierna, e sono testimonianza di una ricostruzione dell'edificio preesistente operata presumibilmente tra i secoli XI e XIII; il termine ante quem, confermato dalla stesura degli affreschi situati nelle pareti interne del sacello meridionale è fornito dalla prima attestazione scritta dell'esistenza della chiesa (1272). Rinvenimenti di inumazioni coeve permettono di stabilire che l'area adiacente la chiesa continuò ad essere utilizzata come cimitero anche in questo periodo.
• 1272 ‐ 1272 (menzione carattere generale)
  • A questo anno risale la prima attestazione scritta relativa alla chiesa, riferita ad un documento in cui viene citato tale Niccolò, "confrater ecclesie Santi Sisini" e vicario delle parrocchie di Smarano, Coredo, Romeno, Sarnonico, Fondo, Castelfondo, Arsio, Cloz e Dambel. Secondo Curzel (1999), all'epoca la chiesa era retta da un collegio clericale.
• 1472/05/25 ‐ 1493 (ricostruzione intero bene)
  • La fabbrica odierna vede la luce in questo periodo, grazie all'attività di ricostruzione del tempio preesistente, che versava in codizioni di degrado. La ricostruzione ebbe inizio nel 1472 con l'abbattimento dell'abside e fu poi fortemente promossa dal principe vescovo Johannes Hinderbach, portata avanti dal successore Udalrico Freundsberg e completata, secondo alcuni autori, sotto Cristoforo Madruzzo. In seguito al rinvenimento, presso l'altare maggiore, delle supposte reliquie dei martiri anauniesi, poste in un sarcofago lapideo realizzato per l'occasione, Hinderbach sostenne la ricostruzione del tempio in nuove e maestose forme, al fine di ridare linfa al culto dei martiri anauniesi. All'anno 1480 risale la ricostruzione del presbiterio, ad opera di maestranze locali e lombarde che operarono anche presso la navata, coordinate dai capomastri Jacopo e Bernardo Frisoni da Laino d'Intelvi e Giorgio Eber da Merano.
• 1539 ‐ 1542 (completamento intero bene)
  • Sotto l'episcopato di Cristoforo Madruzzo si assistette presumibilmente al completamento dell'erezione della fabbrica odierna; il termine ante quem è dato dalla realizzazione del portale in facciata, datato 1542 e firmato da Giacomo Mookadoha.
• 1562 ‐ 1562 (lavori facciata)
  • Un'iscrizione in facciata testimonia alcuni interventi edilizi di ignota portata operati presso la stessa.
• 1600 ‐ 1600 (installazione pulpito interno)
  • A questo anno risalgono la realizzazione e la posa del pulpito ligneo.
• 1620 ‐ 1624 (lavori intero bene)
  • Il battistero e le balaustre lignee del presbiterio vengono realizzate in questo periodo; a questi interventi succedono la sostituzione della vetrata dell'oculo in facciata ed il restauro della copertura.
• 1651 ‐ 1651 (erezione ad arcipretale carattere generale)
  • Su istanza del parroco Micheli viene concessa la dignità di arcipretale.
• 1695 ‐ 1701 (dismissione cimitero intorno)
  • Il camposanto che circondava la chiesa viene dismesso e trasferito nei pressi della facciata.
• 1750 ‐ 1756 (lavori interno)
  • La gradinata lapidea di accesso al presbiterio viene realizzata nel 1750 dall'artigiano Carlo Melchiori; ad un periodo di poco successivo risale la realizzazione della cantoria.
• 1757 ‐ 1757 (lavori campanile)
  • La torre campanaria, le cui condizioni di degrado erano già state riportate negli atti visitali del 1710, viene rinforzata mediante la posa di un barbacane, su progetto del capomastro Jacopo Schraffl.
• 1761 ‐ 1761 (impianto decorativo cantoria)
  • Il fronte della cantoria viene dipinto in quest'anno, a spese di Giuseppe de Concini.
• 1770 ‐ 1771 (lavori presbiterio)
  • Al fine di fornire una solida base d'appoggio per il nuovo altare maggiore, viene demolita nel 1771 la cripta in cui era ospitata l'urna contenente le reliquie dei martiri anauniesi; all'anno precedente tale intervento risale la posa delle balaustre lapidee.
• 1792 ‐ 1792 (posa organo interno)
  • L'attuale organo, opera di Innocenzo Cavazzani di Avio, viene realizzato e posto in questo anno.
• 1846 ‐ 1846 (ricostruzione sacrestia)
  • La sacrestia viene abbattuta e ricostruita nelle medesime forme in questo anno.
• 1864 ‐ 1864 (lavori interno)
  • A questo periodo risale la sostituzione della pavimentazione, un'opera di tinteggiatura interna e un restauro delle murature.
• 1896 ‐ 1897 (restauro e sostituzione vetrate intero bene)
  • Grazie al contributo di alcune famiglie nobili quali Concini, Gentili, Tavonatti ed altre, le vetrate vengono sostituite, ad opera della ditta Neuhauser di Innsbruck; si procede inoltre ad alcuni restauri presso la copertura e presso il campanile, accompagnati da un'opera di tinteggiatura.
• 1918 ‐ 1918 (scoprimento affreschi interno)
  • A questo anno risale la scoperta di alcuni dipinti murali lungo le pareti interne del sacello meridionale.
• 1918 ‐ 1948 (restauro sacello meridionale)
  • In seguito allo scoprimento degli affreschi viene intrapresa una serie di attività di riqualificazione del sacello, all'interno del quale viene traslata l'arca lapidea contenente le reliquie dei martiri nel 1934; agli anni tra il 1930 ed il 1933 risale un restauro totale della struttura e l'erezione di un baldacchino atto ad accogliere l'arca, promosso dall'allora soprintendente Giuseppe Gerola. Gli interventi di restauro della cappella si protraggono sino al 1948.
• 1958 ‐ 1958 (tinteggiatura interno)
  • Per merito dell'allora arciprete don Quirino Brusco, la chiesa viene tinteggiata internamente dall'artigiano Luigi Battisti.
• 1960/08/28 ‐ 1960 (sostituzione vetrata oculo)
  • La vetrata dell'oculo, danneggiata da una tromba d'aria, viene sostituita in questo anno grazie alla ditta Parisi di Trento.
• 1973/11/16 ‐ 1973/11/16 (erezione a basilica carattere generale)
  • Grazie all'interessamento del vescovo di Trento Alessandro Maria Gottardi, la chiesa viene eletta al titolo di basilica minore con un decreto firmato da papa Paolo VI.
• 1981 ‐ 1981 (lavori intorno)
  • In questo anno si procede ad un'opera di sbancamento della zona absidale; nell'occasione viene rinvenuta una stele funeraria.
• 2001 ‐ 2002 (restauro intero bene)
  • Su progetto degli architetti Walter Dalpiaz e Remo Trinco si procede all'adeguamento della centrale termica, alla sostituzione dell'impianto di protezione dalle scariche atmosferiche ed al restauro della copertura.
• 2005 ‐ 2005 (restauro intero bene)
  • In questo anno vengono realizzati alcuni drenaggi esterni, viene ripristinata la lattoneria e vengono effettuati alcuni lavori di sistemazione dell'area circostante la chiesa, su progetto dell'architetto Stefania Wegher.
• 2008 ‐ 2009 (restauro intero bene)
  • Grazie ad un progetto redatto dall'architetto Stefania Wegher, viene installato un sistema anti intrusione a copertura della navata e del presbiterio; si procede inoltre al risanamento degli intonaci e delle parti affrescate del sacello meridionale, così come degli intonaci presso gli altari laterali.

• presbiterio ‐ aggiunta arredo (1968-1997)
  • L'adeguamento liturgico è stato attuato mediante l'aggiunta di arredi lignei non aventi carattere di stabilità. Il presbiterio storico è stato prolungato verso la navata mediante una pedana lignea, sulla quale è stato collocato l'altare verso il popolo, caratterizzato da una mensa a parallelepipedo sostenuta da una base a quattro fronti ornati da altorilievi metallici, realizzato nel 1997. All'estremo destro della pedana è situato l'ambone ligneo, caratterizzato da una struttura a tre fronti, dei quali l'anteriore ornato da un bassorilievo, sovrastati da un lettorile, risalente al settimo decennio del XX secolo. Presso la balaustra sinistra è presente la sede del celebrante lignea, dotata di braccioli e di schienale ornato e dorato. Il presbiterio conserva le balaustre e l'altare maggiore storico, il cui tabernacolo è impiegato come custodia eucaristica.