Kościół parafialny w Węgrowie ma długą i ciekawą historię. Pierwszy kościół został ufundowany w 1414 przez Piotra Pilika herbu Rogala. Kolejna fara pod wezwaniem św. Barbary została ufundowana w 1509 r.

Obecny kościół parafialny powstał w pierwszej połowie XVI wieku z fundacji Kiszków. W 1558 Anna z Radziwiłłów Kiszczyna odebrała kościół katolikom, usunęła proboszcza i przekazała nowo powstałą świątynię założonemu przez siebie zborowi kalwińskiemu. Za sprawą Jana Kiszki i węgrowskiego pastora Piotra z Goniądza w 1565 kościół przeszedł pod władanie zboru braci polskich. W 1592 r. kościół powrócił z powrotem w ręce ewangelików reformowanych.

W 1630 kościół parafialny został zwrócony katolikom. W 1703 podczas wojny północnej świątynia spłonęła. Została odbudowana w stylu barokowym według projektu Tylmana z Gameren przez architektów Carlo Ceroniego i Jana Reisnera. W 1707 opiekę nad parafią i kościołem przejęli bartolomici. Nowy kościół został konsekrowany w 1711 przez biskupa łuckiego Aleksandra Benedykta Wyhowskiego.

W 1839 po kasacie kolegium bartolomitów w Węgrowie kościół opuścili księża bartoszkowie, a świątynia została przekazana w ręce duchowieństwa diecezjalnego.

9 września 1939 kościół został zbombardowany. Przez okres II wojny światowej był zamknięty. Po zakończeniu działań wojennych przywrócono mu funkcje parafialne.

24 grudnia 1992 biskup drohiczyński Władysław Jędruszuk ustanowił przy kościele Wniebowzięcia Najświętszej Marii Panny w Węgrowie kapitułę oraz wyznaczył świątynię kolegiatą diecezji drohiczyńskiej. 28 lutego 1996 biskup drohiczyński Antoni Pacyfik Dydycz ogłosił kościół kolegiacki sanktuarium maryjnym na prawie diecezjalnym. 4 kwietnia 1997 papież Jan Paweł II ustanowił kolegiatę węgrowską bazyliką mniejszą.