Construida a principios del siglo XVII, ampliada en varias épocas, tiene planta en forma de cruz latina, con su cúpula y naves laterales, siendo su fábrica de mampostería, en algunas zonas revocada y en otras vista, excepto por el lado oeste donde se encuentra la torre y portada principal, que es mayoritariamente de sillares.

Se emplaza en el mismo solar donde había estado la primera iglesia con que contó Tomelloso, que fue edificada en 1541 y derribada en 1604, quedando de ella únicamente una capilla a la parte de la Epístola de la que aún se puede observar su bóveda tardogótica.

Contaba la primitiva Parroquia de la Asunción edificada en 1604 con una única nave, encontrándose pendiente de ser levantada su torre y campanario, siendo su advocación la de Nuestra Señora de la Concepción.

Con la construcción del retablo mayor (1776) se fijó por Patrona y titular de la iglesia a Nuestra Señora de la Asunción.