Заложили базилику в 1672 году, процесс строительства продолжался более ста лет. Задолго до строительства Базилики Санта Марии, на этом самом месте располагалась мусульманская мечеть. Спустя некоторое время на её останках и вырос первый христианский собор в стиле готики.
Изначально церковь возводилась в барочном стиле, но так как за десятилетия много что изменялось, к барокко примешались и другие стили - рококо и классицизм. Над доработкой проекта работало сразу несколько мастеров, сменявших друг друга по ходу строительства. Самый известный из них - Хайме Борт-и-Мелия, под руководством которого были построены многие красивые сооружения в центре и на востоке Испании. Мадрид, Эльче, Мурсия - во всех этих городах можно найти архитектурное наследие Борта.
Базилика не раз страдала от пожаров, военных действий и стихийным бедствиям. Тем не менее до наших дней ее фасад дошел почти без изменений.
Внутреннее убранство базилики необычайно красиво. Над ним работали как испанские мастера, так и приглашенные из Италии скульпторы и художники.
Статус базилики церковь носит с 2007 года.
