Bazilika Santa María sa nachádza na mieste, kde sa počas moslimskej éry nachádzala hlavná mešita. Po dobytí mesta Jaume I. v roku 1265 zostala mešita na tomto mieste až do roku 1334. Na jeho vrchole bol postavený prvý katolícky kostol, pravdepodobne gotického štýlu a s krížovým usporiadaním, ktorý zostal až do roku 1492.
To je veril,že v tomto chráme Misteri (Mystery Play of Elche), bol vykonaný prvýkrát, pravdepodobne s výstavbou systému ramp, podlahových dosiek a vysokého stropu vo forme kupuly, kupoly alebo oblúka, ako to bolo normou pre predpokladané výkony času.
Druhý kostol bol väčší a bol dokončený v roku 1556, ale zrútil sa kvôli veľmi silným dažďom v roku 1672. Ponechávame si jeho popis Christopher Sanz z roku 1621: "zdá sa, že chrám, v ktorom sa koná tento Festival, ktorý je hlavným kostolom, bol postavený práve na tento účel, kvôli svojej obrovskej veľkosti, s loďou tak vysokou, že vyvoláva úctu a úžas u cudzincov. Zdá sa, že Panna Mária sama to drží, aby tam mohla byť oslavovaná jej vlastná smrť a Nanebovzatie do neba. V celom kresťanstve nie je iná taká budova, ako je tento kostol, ktorý bol dokončený, ako je vidieť v jeho budovách, v roku 1556".
Stavba súčasného kostola sa začala v roku 1672 na príkaz staviteľa Francesca Verdeho, ktorý úlohu prevzal od Pere Quintana a Ferrán Fouquet. Od roku 1758 pokračovali stavebné práce s podstatnými príspevkami architekt Marcos Evangelio. Práce boli definitívne ukončené v roku 1784.
Jeho usporiadanie je vo forme latinského kríža s veľkou centrálnou loďou a štyrmi kaplnkami na každej strane s perforovanými oporami. Nad transeptom je veľká kupola, ktorá je súčasťou prostredia tajomnej hry Elche a ktorá je zvonka pokrytá modrými dlaždicami.
Je možné vysledovať rôzne štýly architektúry, od prvých snáh o vylepšenie jej nezdobeného štýlu až po čistý neoklasicistický, prechádzajúci dekoratívnym talianskym barokom fasády Nanebovzatia Panny Márie, jedným z najkrajších príkladov Valencijského baroka. Táto fasáda, ako aj hlavné dvere San Agatángelo, sú dielami štrasburského sochára Nicolása de Bussiho (1680-1682).