La Basilica di Santa María si trova nel luogo dove, durante l'epoca musulmana, si trovava la moschea principale. Dopo la conquista della città da parte di Jaume I nel 1265, la moschea rimase in questo luogo fino al 1334. Sopra di essa fu costruita la prima chiesa cattolica, probabilmente di stile gotico e con una pianta a croce, che rimase fino al 1492.
Si crede che in questo tempio si eseguirono per la prima volta i Misteri di Elche, probabilmente con la costruzione di un sistema di rampe, pavimenti in legno e un alto soffitto a forma di cupola o arco, come era la norma per le rappresentazioni dell'Assunzione dell'epoca.
La seconda chiesa era più grande e fu completata nel 1556, ma crollò a causa di piogge molto forti nel 1672. Ne conserviamo una descrizione di Cristoforo Sanz del 1621: "Il tempio dove si svolge questa festa, che è la chiesa principale, sembra essere stato costruito proprio per questo scopo, a causa delle sue enormi dimensioni, con una navata così alta che provoca timore e stupore nei forestieri. Sembra che la Madonna stessa la regga perché lì si celebri la sua stessa morte e assunzione al cielo. Non c'è in tutta la cristianità un altro edificio come questa chiesa, che fu completata, come si può vedere nei suoi edifici, nell'anno 1556".
La costruzione della chiesa attuale iniziò nel 1672 sotto gli ordini del capomastro Francesc Verde, che prese il posto di Pere Quintana e Ferrán Fouquet. Dal 1758, i lavori di costruzione furono continuati, con contributi sostanziali, dall'architetto Marcos Evangelio. I lavori terminarono definitivamente nel 1784.
La sua pianta è a forma di croce latina con una grande navata centrale e quattro cappelle per lato con contrafforti forati. Sopra il transetto c'è una grande cupola, che fa parte dello scenario del Gioco dei Misteri di Elche e che è coperta all'esterno da tegole blu.
È possibile rintracciare i diversi stili dell'architettura, dai primi sforzi per migliorare il suo stile non decorato, al neoclassico puro, passando per il barocco italiano decorativo della facciata dell'assunzione, uno degli esempi più belli del barocco valenciano. Sia questa facciata che la porta principale di San Agatángelo, sono opere dello scultore strasburghese Nicolás de Bussi (1680-1682).
