Le saint patron de Melilli est saint Sébastien, fêté le 4 mai. Selon la légende, l'arrivée de la statue à Melilli remonte au 1er mai 1414, lorsqu'elle parvint à Marina di Melilli à bord d'une barque venue de Rome ; parmi les différentes villes de la province, dont Syracuse, qui se disputaient le simulacre, celui-ci devint miraculeusement trop lourd pour quiconque tentait de le soulever, sauf pour les habitants de Melilli. Dès lors, la présence de la statue entraîna une série d'événements jugés miraculeux, et la dévotion, encore vivante aujourd'hui, culmine dans la nuit du 3 au 4 mai avec l'arrivée des « nuri » (nus), pèlerins vêtus de blanc avec une écharpe rouge et pieds nus, qui parcourent de longs et éprouvants trajets le long de la Via di San Sebastiano pour obtenir des grâces par l'intercession du saint.
La basilique San Sebastiano Martire, sur la place du même nom, la plus grande de la ville, présente une majestueuse façade en pierre giuggiolona, dont le second ordre fut dessiné en 1762 par l'architecte syracusain Nicolò Sapia et réalisé par les maîtres maçons siciliens Luciano Alì et Carmelo Modanò ; les trois portails de la façade, outre celui latéral, sont en bronze. La statue du saint, sculptée dans le bois avec un grand soin apporté aux proportions physionomiques et aux expressions de douleur, représente saint Sébastien transpercé de flèches d'argent et lié à une élégante colonne, également d'argent. L'église mère San Nicola, autrefois cœur urbanistique et religieux de la ville, joue aujourd'hui un rôle secondaire après la construction de la basilique ; elle a un plan en croix latine à trois nefs et conserve des peintures d'Olivio Sozzi.