Izročilo o čudežnem povodu za nastanek cerkljanske cerkve pove, da so pastirji tam, kjer danes stoji, našli Marijino podobo in jo nesli domov, a so jo naslednjič spet našli na istem mestu. Ko se je to nekajkrat ponovilo, so spoznali, kje želi Marija prebivati, in so ji zato tam postavili cerkvico. Ko so kasneje cerkveno središče iz Šmartna preselili na sedanje mesto, so postavili veliko farno cerkev in jo obdali s pokopališčem. Slednje se je verjetno zgodilo v enajstem stoletju, od sredine naslednjega pa o župniji in cerkvi ter njeni zavetnici lahko beremo tudi v ohranjenih listinah. Ob cerkvi so zrasli vas Cerklje, ki se po njej imenuje, župnijski stavbni kompleks in kapela svetega Tomaža. Cerkvi so skozi stoletja dozidali gotski prezbiterij, kapeli svetih Antona Puščavnika in Antona Padovanskega, zakristijo ter zvonik. Po potresu 1511 je imela najmanj sedem oltarjev, nekoliko pred tem pa so jo zaradi turške nevarnosti obdali z visokim taborskim obzidjem s štirimi stolpi, kaščnim objektom in obrambnim jarkom. Tabor so postopoma podrli tekom devetnajstega stoletja. Od srednjeveške opreme se je do sedaj ohranil le osmerokotni gotski krstni kamen čašaste oblike iz trinajstega ali štirinajstega stoletja, ob katerem so stoletja sprejemala naše prednike v krščansko skupnost in danes zabetoniran služi kot korito pred vhodom na pokopališče. Iz stare cerkve so v novo prenesli kakovostno zgodnjebaročno opremo, večinoma iz časa župnika Matije Vidmarja s konca sedemnajstega stoletja. Izpostaviti je treba krstilnik in staro obhajilno mizo, tri dela ljubljanskega kamnoseka Mihaela Cusse (zakristijska portal in lavabo ter osrednji kamniti del prižnice) ter zakristijsko omaro. Druga je iz 1760. Iz sredine sedemnajstega stoletja je ohranjen nagrobnik župnika Matije Breclja.
Ladjo sedanje cerkve s štirimi visokimi kapelami, oltarnima nišama in zvonikom so začeli graditi leta 1777, domnevno po načrtih Leopolda Hoferja, posvečena pa je bila 1783. Odlikuje jo posrečena kombinacija štajerske poznobaročne razgibanosti stavbnega ovoja in strogosti oblik baročnega klasicizma. Njena posebnost je izjemno masivno zidovje, na katerem so po izročilu ob gradnji obračali vozove s kamenjem, in ki je skoraj kiparsko izoblikovano z odprtinami kapel, niš, empor, vhodov, konkavnih in konveksnih partij fasade ter pokrito z za tedanji čas izjemno razgibano streho. Sedanji prezbiterij so ladji prizidali v letih 1818 in 1819, pri čemer je menda sodeloval kasneje slavni cerkljanski stavbenik Matevž Medved. Cerkev je ena največjih v nadškofiji.
Veliki oltar je najpomembnejše likovno delo na Cerkljanskem in predstavlja vrh poznobaročnega altarističnega ustvarjanja na Slovenskem. Je rezultat ustvarjalnega dela vrste umetnikov. Med njimi so Francesco Robba, Peter Žiwobski, Leopold Layer (avtor titularne podobe Marijinega vnebovzetja iz 1790) in Jože Plečnik, najpomembnejši pa je neznani avtor vrhunske arhitekturne zasnove oltarne kompozicije. Žal je bil oltar večkrat močno predelan, tako da v sedanjem stanju ne odraža v celoti svojega prvotnega gracilnega karakterja. Zadnjič je bil renoviran 2004 in 2005. Ostala oprema je novejša. Zadnja stranska oltarna nastavka sta pretežno delo Jurija Tavčarja iz leta 1876. Desni je posvečen svetemu Mihaelu, ki ga je 1864 naslikal domačin Ivan Franke, levi pa sveti Ani, ki so jo upodobili v Tavčarjevi delavnici. V atikah obeh oltarjev sta Layerjevi sliki svete Uršule in svete Notburge. Ostali štirje oltarji, ki so kamniti, so nastali v letih 1905–1909 v delavnici Feliksa Tomana, posvečeni pa so svetemu Jožefu, Srcu Jezusovemu, Žalostni Materi Božji in svetemu Antonu Padovanskemu. Križev pot je 1872 v Benetkah naslikal Franke v zahvalo za svojo po njegovem čudežno rešitev v cerkljanski cerkvi. Kupolo prezbiterija krasi najboljši ciklus fresk Matije Koželja in prikazuje marijansko motiviko. Je iz leta 1889. Isti je na ladijskem oboku naslikal Marijino kronanje, njegov sin Anton pa je 1890 na južni fasadi naslikal sončno uro in motiv smrti. V staro orgelsko omaro Johanna Kunatha je 1940 Franc Jenko postavil nove orgle po dispoziciji domačina skladatelja Franceta Kimovca. Po načrtih Ivana Pengova je med letoma 1938 in 1940 nastala vrsta svetil in nove spovednice, 1939 pa sta nastali novi banderci po zamisli Staneta Kregarja. Leta 1954 so pred vhodi po načrtih arhitekta Plečnika postavili tri lope. Prvotni kip Brezmadežne v niši na osi osrednje je zamenjal mozaik po ideji arhitekta Vurnika. 1978 je bil prezbiterij preurejen po načrtu Jožeta in Marjete Marinko. V letih okrog zadnjega preloma tisočletij je bila cerkev deležna obsežne prenove stavbe in opreme. Zvonilo obsega štiri velike zvonove v linah, v slepih linah pa je še navček. Pod cerkljanski zvon poleg domače vasi spadata še Pšenična Polica in Vasca. Pokopališče so vzhodno od cerkve prestavili 1857 in na njem postavili mrliško vežico. 1938 so ga preuredili po načrtu Jožeta Plečnika, ki je pred vežico za zaščito freske Poslednje sodbe zasnoval tudi nadstrešek na stebrih.
Veliki šmaren 15. avgusta je najstarejši in največji Marijin praznik, ona pa je priprošnjica v vseh tegobah. Kot Vnebovzeto se jo upodablja sedečo na oblaku, ko jo angeli neso v nebo, pogosto spodaj tudi grob in zbor apostolov ob njem.
