Die Basilika del Pilar zeichnet sich durch ihr imposantes Äußeres aus, das im Laufe der Jahrhunderte, vor allem seit der Barockzeit, durch die Hinzufügung von Kuppeln und Türmen erweitert wurde. Derzeit verfügt sie über elf Kuppeln, die mit glasierten Fliesen in Grün-, Gelb-, Blau- und Weißtönen bedeckt sind. Die Hauptkuppel befindet sich in der Mitte, wo sich das Kirchenschiff und der Mittelteil der dreischiffigen und siebenjochigen Kirche kreuzen. Zwei mittelgroße Kuppeln befinden sich auf beiden Seiten über der Heiligen Kapelle und dem Chorraum, begleitet von vier kleineren Kuppeln in den Ecken. Außerdem befinden sich zwischen den Strebepfeilern Kapellen, die mit Laternen versehen sind. Die Türme, die im 20. Jahrhundert von dem Architekten Miguel Ángel Navarro Pérez entworfen wurden, erreichen eine Höhe von 98 Metern.

Im Jahr 1944 wurde eine Volksabstimmung zur Renovierung der Südfassade, die den Platz überragt, durchgeführt. Das Projekt, das zwischen 1945 und 1950 von Teodoro Ríos ausgeführt wurde, umrahmte die beiden Seitentore mit Säulengängen mit dreieckigen Giebeln, die von korinthischen Säulen getragen wurden. Außerdem wurden Pilaster hinzugefügt, um die Gleichförmigkeit der Wand aufzubrechen, und es wurde ein zentraler Säulengang geschaffen, der auf die Hauptkuppel ausgerichtet ist und eine Nische mit der Skulptur der Ankunft der Jungfrau enthält, ein Werk von Pablo Serrano aus dem Jahr 1969. An den Seiten wurden Nischen mit Flambeaux angebracht, und oben gibt es ein großes profiliertes Gesims und eine Balustrade mit Statuen aragonesischer Heiliger von Félix Burriel und Antonio Torres Clavero.

An der Ostfassade, neben der Tür, die der Santa Capilla am nächsten liegt, ist das romanische Tympanon erhalten, das einzige sichtbare Überbleibsel der alten mittelalterlichen Kirche. Außerdem sind an der Nord- und Ostfassade noch die Einschläge der Bomben zu sehen, die von den französischen Truppen während der Belagerung von Saragossa in den Jahren 1808 und 1809 abgeworfen wurden.