La chiesa, con orientamento est-ovest, è situata nel centro storico di Cantù ed è raggiungibile dalla piazza principale. La facciata si presenta con finitura a raso pietra con decorazioni ad archetti pensili romanici e torre campanaria centrale. In corrispondenza del portale d'ingresso è presente un protiro sormontato da timpano con scalea antistante. Sul prospetto nord è presente l'ingresso laterale protetto da un portico. L'interno si sviluppa a tre navate, con volta a crociera in corrispondenza della navata centrale e volte a botte per le navate laterali. In corrispondenza della navata laterale sinistra è presente la cappella del SS. Crocifisso che conserva un Crocifisso ligneo del 1400, oltre alla cappella di fondo decorata con stucchi ed affreschi che conserva alcune tele raffiguranti la Passione. Centralmente alla navata laterale destra è la cappella della Madonna di Lourdes mentre nella cappella di fondo è conservata la statua della Madonna del Rosario. Il presbiterio è delimitato da gradini e balaustre, con mensa e ambone lignei e altare maggiore in marmi policromi, concluso da abside semicircolare con coro ligneo. In corrispondenza delle ultime due colonne della navata centrale sono presenti due pulpiti lignei mentre in corrispondenza della controfacciata, sopra il portale d'ingresso, è presente la cantoria con l'organo.

• Impianto strutturale
  • Edificio in muratura continua con volte interne, coperture a falde con struttura lignea e manto di copertura in coppi.

• XI ‐ XIII (costruzione intero bene)
  • La chiesa, costruita alla fine del sec. XI, contemporaneamente alla fondazione del Monastero delle Benedettine come chiesa porzionaria della parrocchia di Santa Maria, risulta elencata tra le dipendenze della pieve di Galliano fin dal XIII secolo.
• 1570 ‐ 1582 (completamento intero bene)
  • A seguito della visita pastorale nel 1570 San Carlo Borromeo indicò alcune prescrizioni come la sistemazione del campanile, la costruzione di una scalinata di accesso, l'esecuzione di decorazioni in corrispondenza della cappelle, la sistemazione dell'altare maggiore, la chiusura delle finestre dietro l'altare e la sistemazione del pavimento, delle facciate e dell'organo. Il 10 luglio 1582 l'arcivescovo Carlo Borromeo decretò il trasferimento della sede plebana e della collegiata dalla chiesa di San Vincenzo di Galliano alla chiesa di San Paolo di Cantù.
• 1603 ‐ 1674 (completamento intero bene)
  • Nel 1603 si richiede a Cesare Pietrasanta, proprietario del terreno antistante la chiesa, di lasciare libera la porzione antistante la facciata e consentire il diritto di passaggio su di esso. Nel 1604 venne costruita la scala di accesso alla chiesa ed il relativo muro di sostegno. Successivamente, nel 1616 venne costruito il pronao e nel 1616 venne sistemato il portale d'ingresso. Nel 1636 venne rifatta la cappella di destra, mentre la cappella di sinistra fu rimaneggiata alcuni anni dopo. Nel 1674 venne sostituita la copertura della navata centrale, originariamente a cassettoni in legno, con una volta a botte, eseguita da Battista Missaglia.
• 1795 ‐ 1898 (completamento intero bene)
  • Nel 1795 l’arch. Carlo Felice progetta la cappella del Santo Crocifisso con la collocazione di un crocifisso ligneo del ‘400. Nello stesso anno vennero eseguiti i lavori per la formazione della Cappella della Madonna di Lourdes, conclusi nel 1898. Tra gli anni 1795 e 1851 venne affrescata la volta del presbiterio, ad opera di Verda e di Tassani. Nel 1875 venne ampliata la scalinata d’ingresso al pronao, su progetto dell’ing. Carlo Montanari, oltre al rinnovo della Cappella del Carmine con dipinti ad opera del prof. Carlo Arnaboldi e del pittore Spazi.
• 1950 ‐ 1975 (restauro intero bene)
  • Nel 1950 Papa Pio XII eleva la Basilica di San Paolo a Basilica Romana Minore, per intervento del Cardinale Ildefonso Schuster, arcivescovo di Milano. Nel 1975 venne eseguito il restauro delle coperture della chiesa con l'utilizzo di coppi recuperati dal tetto della chiesa di San Carlo a Fecchio.
• 2016 ‐ 2019 (restauro intero bene)
  • Nel 2016 venne depositato il progetto per il restauro delle coperture della chiesa. I lavori sono stati realizzati a partire dal 2018 e conclusi nell'estate 2019.

• presbiterio ‐ aggiunta arredo (1990)
  • Nel 2004 è stata posizionata una nuova mensa lignea.