La torre campanario de la Basílica se levantó como edificio anexo a la iglesia quedando perfectamente ensamblada con la misma. Tiene su acceso independiente mediante una pequeña puerta situada, como hemos visto, en la plaza de Santa María y desde el interior del templo también puede accederse desde el baptisterio, desde la tribuna de esta misma capilla y desde su terraza superior. La subida se realiza mediante una escalera de caracol hasta el lugar donde están colocadas las campanas y otra pequeña escalera de madera hasta la terraza superior. En total es preciso subir ciento setenta escalones. En el ascenso encontramos dos pequeñas estancias que sirven de descanso y que son las habitaciones que antiguamente ocupaba el campanero y su familia. En las mismas se han colocado una serie de paneles con fotografías y textos que nos introducen en la historia y en la realidad de la Basílica.
En la parte superior de la torre se hallan las cuatro campanas de Santa María. De menor a mayor son las siguientes: al norte, la campana llamada Ave María que es la de menor tamaño, aunque la de mayor antigüedad; fue realizada en 1654 por el maestro campanero Luis Aries, por orden del fabriquero Juan Caro, según consta en la inscripción existente en la misma campana. Pesa 238 Kg. y tiene un diámetro de 68 cm.
Al este hallamos la campana María Bárbara que, construida originalmente en el siglo XVIII, fue refundida en 1984, tras romperse durante las representaciones del Misterio de Elche. Su nueva inscripción hace referencia al II Centenario de la Consagración de la Basílica, celebrado en dicho año, y a la empresa que realizó la reconstrucción: Salvador Manclús, de Valencia. Pesa 408 Kg y tiene un diámetro de 89 cm.
Al sur se sitúa la campana llamada del Dijuny o del Ayuno que presenta una inscripción latina inspirada en el evangelio (Mt 6, 16) que puede traducirse como «Guárdate de hacer ayunos como un hipócrita». Fue construida en 1719, pesa 900 Kg y su diámetro es de 106 cm.
Finalmente, la campana mayor, situada al oeste de la torre, es la llamada María de la Asunción, también de 1719. Su inscripción latina indica: «Asunta es María al cielo, se alegran los ángeles». Su peso es de 1.172 Kg y su diámetro de 122 cm.