La chiesa del Corpus Domini sorge sul luogo dove, secondo la tradizione, avvenne nel 1453 il miracolo del corpo di Cristo, che, rubato dalla chiesa di Exilles in Valle di Susa, era miracolosamente uscito dall’involucro nel quale era contenuto.
L’attuale edificio, progettato nel 1603 e completato nella parte muraria nel 1613, viene realizzato su disegno di Ascanio Vittozzi, in sostituzione della maestosa cappella cinquecentesca del Sammicheli.
L’impianto della chiesa è a navata unica, voltata da una botte con lunette rinforzata da fascioni; la completano tre cappelle per lato, e il presbierio, breve, squadrato, e coperto da un catino ribassato su pennacchi illuminato da lunette laterali.
La facciata, realizzata da numerosi tipi di marmo in diverse gradazioni di grigio, è a tre ordini: il primo scandito da colonne ioniche poste su alti piedistalli, il secondo da colonne corinzie direttamente impostate su quelle sottostanti, il terzo, sovrastato da un timpano triangolare recante l’iscrizione a ricordo del miracolo. Nei primi due registri lo spazio della facciata risulta diviso in tre parti distinte: nella parte centrale del primo registro si apre l’ingresso alla chiesa, preceduto da una scalinata e sovrastato dalla finestra a serliana, mentre negli spazi laterali vengono create due nicchie, che ospitano in totale quattro statue marmoree di soggetto veterotestamentario terminate nel 1675 da Benedetto Falconi: in quello inferiore sono collocati i simulacri di Mosè e Sansone, mentre al registro superiore, più piccole, si trovano l’Angelo nell’atto di offrire il pane a Elia nel deserto, e Melchisedec, re di Salem.
L’altare maggiore è stato realizzato da Francesco Lanfranchi nel 1664; al centro della macchina spicca la pala di Bartolomeo Garavoglia raffigurante il Miracolo del recupero dell’Ostia da parte del vescovo Ludovico di Romagnano.
A partire dal 1671, sotto la supervisione di Rocco Antonio Rubatti, le pareti interne iniziano ad essere ricoperte di marmi policromi. La parte più originale di tale rivestimento è rappresentata senza dubbio dalle colonne utilizzate per gli affacci delle cappelle dedicate a san Giuseppe e san Carlo: in marmo bianco e di ordine ionico, esse sono state ornate da splendide ghirlande di fiori e frutti in pietre policrome. Ancora agli inizi del Settecento era in atto una parziale decorazione della volta. Gli stucchi vengono infatti commissionati nel 1703 a Pietro Somasso, il miglior stuccatore del momento, che realizza quelli della volta del presbiterio e di altre zone delle pareti.
Tra le cappelle laterali, la più bella è senza dubbio quella intitolata a san Giuseppe, realizzata da Filippo Juvarra tra il 1721 e il 1724, e la cui genesi rimane quasi avvolta nel mistero, dal momento che il committente non si è mai rivelato, preferendo rimaner nell’anonimato. Sul modellato della mensa, sostituita nel 1764 da Bernardo Vittone, si appoggia un’alzata composita di colonne e pilastri, con la sua trabeazione a risalti che rimarca lo sviluppo in curva dell’altare. Il fregio è pulvinato, e l’ultima fascia della cornice viene realizzata in modo tale da accogliere nella zona centrale la conchiglia con la targa dedicatoria dell’altare; sopra il fastigio si trovano due angioletti portacroce, con ai lati due vasi a fiamma inghirlandati. A corredo della decorazione dell’altare, realizzato da tonalità calde, in conformità con la cromia della chiesa, sono stati allestiti tre dipinti con storie di san Giuseppe realizzati dal pittore Gerolamo Donnini: sulla pala d’altare, si trova la Visione di san Giuseppe, mentre nei due ovali nelle pareti laterali si segnalano lo Sposalizio della Vergine e il Transito di san Giuseppe.
Curiosa è la genesi del pulpito della basilica. Il progetto viene commissionato nel 1748 all’architetto Ignazio Agliaudo Baroni di Tavigliano, mentre spetta a Ignazio Perucca e ai suoi collaboratori la realizzazione dei pannelli che rappresentano le varie sequenze del miracolo. Tale davvero pregevole opera di intaglio e minuseria, però, non è mai stata collocata in questa chiesa. Il pulpito, infatti, era stato realizzato in un solo tronco, ed era troppo grande per passare dalla porta: essendo del tutto impensabile mutilarlo per farlo entrare in più piccole parti, esso si può ancora vedere nella chiesa di san Lorenzo.
In occasione del terzo centenario del miracolo, nel 1753, viene affidato al primo architetto di corte Benedetto Alfieri il rinnovamento della decorazione interna della chiesa, che viene così realizzata in modo completamente unitario.
L’intervento alfieriano si concreta maggiormente nella modifica delle volte, che vengono completamente ridecorate con l’introduzione di motivi a lacunari e rosette, ma che subiscono anche alcune modifiche al fine di illuminare maggiormente la chiesa. In tale occasione, Alfieri realizza anche una parziale asportazione della decorazione seicentesca, e un più generale intervento di restauro sui marmi già in situ. L’intervento alfieriano investe anche il tabernacolo dell’altare maggiore, rinnovato con una nuova custodia realizzata parzialmente con il reimpiego di parti e materiali del tabernacolo già esistente.
L’ultimo grande intervento decorativo della chiesa è stato realizzato nell’Ottocento da Luigi Vacca, che realizza nelle volte della navata centrale alcune scene del miracolo del Corpus Domini.