La Parroquia de la Asunción de Nuestra Señora, construida a principios del siglo XVII, si bien ampliada en varias épocas hasta su configuración actual, 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 prácticamente en su totalidad 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.

Durante el siglo XVII se dio principio a la construcción de varias capillas laterales por piadosos fundadores, se prolongó su única nave, ubicándose en su cabecera el altar de Nuestra Señora de la Paz, y se levantó la torre, que quedó concluida en 1689.

En el siglo XVIII la nave fue aumentada con el crucero y sus dependencias anejas, dando así a su planta la actual forma de cruz latina, además, se construyó la capilla del Baptisterio (1740) y se trasladó el altar de Nuestra Señora de la Paz a una de las capillas. También en este siglo fue construido el retablo mayor (1776) y se fijó por Patrona y titular de la iglesia a Nuestra Señora de la Asunción.

Durante el siglo XIX se realizaron varias obras de ampliación en su interior que vinieron a cambiar notablemente su distribución. Así, en 1888 se unieron las capillas de Jesús de Nazareno, San Antón y el atrio de la puerta de Mediodía, formando la nave de la Epístola. Más tarde, en 1891, se realizó idéntica operación con la capillas de San Ildefonso, del Santo Cristo de la Piedad y de Nuestra Señora de la Paz, para dar lugar a la nave Norte o del Evangelio, operación durante la cual resultaron destrozados tanto el retablo de Nuestra Señora de la Paz como el de Nuestra Señora de la Piedad (1750).

En 1936 fue derribado el esquinazo de la Capilla del Baptisterio para así ampliar la entrada a la calle Doña Crisanta Moreno desde la Plaza de España, mientras que ya durante la Guerra Civil fueron saqueadas y quemadas prácticamente todas sus imágenes y retablos, además del archivo parroquial, siendo donadas sus campanas al Ministerio de la Guerra para hacer metralla en 1937.

Finalizada la contienda se abrió nuevamente al culto a la vez que se realizaban diversas obras de restauración en su interior, todo ello unido a la compra de nuevas imágenes y ornatos, junto a nuevas campanas, en buen número de casos mediante suscripción o donación popular.

Durante 2006 y 2007 fue objeto de una importante restauración de su fachada financiada por donaciones particulares.