Dopo la morte del santo, la salma fu trasferita alla Basilica di Sant’Antonio, ma l'Arcella, pur se privata del corpo del Santo, continuò ad essere uno dei luoghi più venerati della città, sia perché vi era morto il Santo e sia per la venerazione ed il culto popolare verso Elena Enselmini, annoverata tra i Patroni minori della città di Padova, vissuta e morta nel monastero della "Cella" in cui ancor oggi è conservato il suo corpo.
Austero e solenne, ma al tempo stesso caldo e luminoso per le pareti e le strutture in cotto, il santuario attuale, una tra le più interessanti opere architettoniche neogotiche di chiara ispirazione francescana, è opera degli architetti Eugenio Maestri e Nino Gallimberti che si succedettero nella progettazione e direzione dei lavori tra il 1886 al 1931.
La torre campanaria, che si affianca alla chiesa, venne progettata tra il 1898 e il 1899 dall'architetto padovano Agostino Mozzo. Nel 1922, quando fu inaugurata, alla sommità della cuspide venne collocata la grande statua di S. Antonio, opera dello scultore veronese Silvio Righetti.
All'interno del Santuario l'intrecciarsi delle volte a crociera della navata e dei transetti scandisce lo spazio assorbito verso l'alto dal luminosissimo volume della cupola, alta 40 metri, per poi chiudersi nella grande abside contenente il coro conventuale.
La cella dove morì Sant’Antonio, vero fulcro del tempio, è ornata solo da una statua del santo morente scolpita dal Rinaldi nel 1808.
