Ce reliquaire néo-gothique se présente sous la forme d'une chapelle ouverte sur ses quatre côtés par des arcs brisés trilobés retombant sur des piles composées. Ces piles accueillent des niches abritant les statuettes des saints suivants : saint Louis, saint Yves, saint Vincent Ferrier et sainte Françoise d'Amboise. Celle de Notre-Dame de Délivrance est installée dans la tourelle qui couronne l'édifice. Autour d'elle, en lieu et place des pinacles qui somment habituellement les gâbles des arcs, figurent saint Joseph, saint Thuriau (saint patron de Quintin), sainte Anne et l'ange de la ville de Quintin.

De luxuriants motifs végétaux courent le long de ces gâbles et des émaux bleus et rouges viennent rehausser certains éléments comme les ftontons et les écus présentés par les personnages entourant la Vierge (armoiries du pape, de l'évêque de Saint-Brieuc, de la Bretagne, de la ville et des anciens seigneurs de Quintin). Le socle du reliquaire superpose un premier niveau décoré de pierres semi-précieuses et d'une frise traitée en émail, et un second niveau associant un bandeau orné de rinceaux et une inscription en latin. L'ensemble repose sur des pieds en forme de lions tels qu'on les représentait à l'époque médiévale. Des scènes, gravées sur les versants de la toiture, représentent l'Annonciation, l'Assomption de la Sainte Vierge, l'arrivée de la Relique à Quintin, en 1250, et son invention miraculeuse après l'incendie de 1600.

La chapelle renfermait un second reliquaire, plus petit et destiné à accueillir la relique dans son médaillon. Volé en 1993, l'objet affectait la forme d'une tourelle soutenue par deux anges agenouillés. Une réplique en plâtre de piètre qualité remplace aujourd'hui cet élément lors des processions de pardon. Par son style, sa forme et les techniques employées, il était assez comparable au reliquaire de saint Martin, conservé à la cathédrale Saint-Gatien de Tours, réalisé également par Jean-Alexandre Chertier, en 1864.

Le grand reliquaire est conservé dans la chapelle des fonts baptismaux, à l'intérieur d'une armoire spécialement conçue pour l'accueillir. Dans cette même chapelle se trouve la statue en argent de Notre-Dame de Délivrance (1875), qui, habitée du même esprit archéologique, est peut-être attribuable au même orfèvre.