Il patrono di Melilli è san Sebastiano, festeggiato il 4 maggio. Secondo la leggenda, l'arrivo della statua a Melilli risale al 1º maggio 1414, quando giunse a Marina di Melilli a bordo di una barca proveniente da Roma; fra le diverse città della provincia, fra cui Siracusa, che si contendevano il simulacro, esso divenne miracolosamente troppo pesante per chiunque tentasse di sollevarlo, tranne che per i melillesi. Da allora la presenza della statua portò una serie di eventi ritenuti miracolosi, e la devozione, ancora oggi viva, culmina nella notte fra il 3 e il 4 maggio con l'arrivo dei cosiddetti «nuri» (nudi), pellegrini vestiti di bianco con una fascia rossa e i piedi scalzi, che percorrono lunghi ed estenuanti tragitti lungo la Via di San Sebastiano per ottenere grazie per intercessione del santo.
La basilica di San Sebastiano Martire, sull'omonima piazza, la maggiore della città, ha una maestosa facciata in pietra giuggiolona, il cui secondo ordine fu disegnato nel 1762 dall'architetto siracusano Nicolò Sapia e realizzato dai maestri muratori siciliani Luciano Alì e Carmelo Modanò; i tre portali della facciata, oltre a quello laterale, sono in bronzo. La statua del santo, scolpita nel legno con grande attenzione alle proporzioni fisionomiche e alle espressioni di dolore, raffigura san Sebastiano trafitto da frecce d'argento e legato a un'elegante colonna, anch'essa d'argento. La chiesa madre di San Nicola, un tempo cuore urbanistico e religioso della città, oggi riveste un ruolo secondario dopo la costruzione della basilica; ha pianta a croce latina a tre navate e conserva pitture di Olivio Sozzi.