L'architecte Théodore Ballu termina la construction par la façade et les deux flèches. Sainte-Clotilde a été inaugurée en 1857. En 1896, elle a été érigée en Basilique par le pape Léon XIII, à l'occasion du 14ème centenaire du baptême de Clovis, pour honorer Clotilde son épouse et remercier le peuple parisien pour sa piété.
Le bâtiment lui-même a 96 m de longueur et 38 m de largeur. Les flèches s'élèvent à 70 m. Il est orné de nombreuses sculptures, peintures et vitraux pour lesquels il a été fait appel aux meilleurs artistes du XIXème siècle, notamment Pradier, Préault, Guillaume, Lenepveu, Thibaut etc.
Il est pourvu d'un orgue majestueux de Cavaillé-Coll , réalisé pour César Franck qui en a été le titulaire pendant 31 ans. Charles Tournemire et Jean Langlais furent ses brillants successeurs dont, Maître Jacques Taddei, membre de l'Institut, et désormais Olivier Penin titulaire depuis le 15 août 2012.
Le territoire de la paroisse comprend de nombreux hôtels particuliers aujourd'hui occupés par ministères ou ambassades. Le nombre de résidents est d'environ 6000 personnes.
Les curés successifs de Sainte-Clotilde depuis sa création ont été :
- L'Abbé Hamelin (1857-1883),
- Mgr Gardey (1883-1914),
- Le Chanoine Verdrie (1914-1946),
- Le chanoine Hubert (1946-1974),
- L'Abbé Caryl-Kamnitzer (1974-1986),
- Le Chanoine Choné (1986-1992),
- L'Abbé Maillard de la Morandais (1992-1995),
- Mgr Antoine de Vial (1995-2003),
- Le Père Matthieu Rougé (septembre 2003-2012),
- Le Père Laurent Stalla-Bourdillon (septembre 2012, ...).
N'oublions pas la Chapelle de Jésus-Enfant (souvent appelée « chapelle des catéchismes » au 29, rue Las Cases : inaugurée en 1881, construite par Hippolyte Destailleurs, qui s'est quelque peu inspiré du City Hall de Westminster Abbey. Son décor exceptionnel l'a fait classer monument historique.