La Basílica de Santa Maria està situada en el lloc on en època romana ocupava la mesquita principal. Després de la conquesta de la ciutat per Jaume I en 1265, la mesquita va romandre en peus fins a 1334 i, sobre ella, es va edificar un primer temple catòlic, probablement d’estil gòtic i de planta de creu, que subsistiria fins a 1492.

Es creu que en aquest temple es va poder representar per primera vegada el Misteri, probablement amb la construcció d’un sistema de rampa, entarimat i un cel en altura (en cimborri, cúpula o arcada), tal com es feia en les representacions assumpcionistes de l’època.

El segon temple era més gran i es va acabar de construir en 1556, però es va enfonsar a causa d’unes pluges molt fortes en 1672. Conservem una descripció de Cristóbal Sanz de 1621: “El temple on es fa aquesta Festa, que és en l’església major, està fet per a aquest efecte, perquè és molt gran, d’una nau, i tan alta que causa espant i sorpresa als forasters. Sembla que La nostra Senyora li sustenta, perquè allí se celebre la seua mort i l’assumpció als cels. No es troba en la cristiandat un altre temple com aquest, el qual es va acabar, segons es veu en els seus edificis, l’any de 1556”.

El temple actual va començar a construir-se en 1672 sota les ordres de Francesc Verd que va ser succedit en el càrrec de mestre major de les obres per Pere Quintana i Ferrán Fouquet, i des de 1758, l’arquitecte Marcos Evangeli va continuar la construcció amb sustanciosas aportacions. Les obres acaben definitivament en 1784.

La seua planta és de creu llatina amb una gran nau central i quatre capelles a cada costat amb contraforts perforats. Sobre el creuer s’alça una gran cúpula, que forma part de l’escenari del Misteri d’Elx i que en l’exterior està recoberta per teules blaves.

Es poden seguir els diferents estils, des del primer intent de superació de l’estil desornamentat, fins al neoclàssic pur, passant per l’italianitzant barroc decoratiu de la seua façana de l’Assumpció, una de les més belles del barroc valencià. Tant aquesta façana com la portada de Sant Agatàngel, són obres de l’escultor d’Estrasburg, Nicolás de Bussi (1680-1682).