Levantada sobre el solar que ocupaba la antigua parroquia de Santa María, la actual basílica de la Asunción de Nuestra Señora es un espacioso templo de estilo gótico tardío en el que sobresale su esbelta torre con aguja y pináculos. Sus obras se iniciaron en la década de 1480 bajo el patronazgo de los Mendoza, señores del Real de Manzanares, y no concluirían hasta el segundo tercio del siglo XVI, dejando en ella su impronta los arquitectos Juan Guas, Hannequín de Cuellar y Rodrigo Gil de Hontañón.

Es de planta basilical con tres naves de distintas alturas, sin crucero, con ábside ochavado y cripta bajo el presbiterio. Sus espacios están cubiertos con bóvedas de aristas con terceletes, de nervaduras rectas, a excepción del sotocoro que presenta nervios cóncavos y convexos. La torre se alza a los pies de la iglesia, en el lado sur, superando los 50 metros. Tiene varios cuerpos de piedra de sillería, rematados por un chapitel octogonal de piedra caliza, con pináculos y gárgolas en sus ángulos.

En su interior podemos encontrar un importante conjunto artístico en el que destaca el retablo mayor, pieza realizada durante la segunda mitad del siglo XVI en estilo plateresco que impresiona por sus dimensiones y su rica decoración. Las trazas y ejecución son obra de los maestros toledanos Juan de Tovar y Francisco Linares, mientras que las pinturas han sido atribuidas a Hernando de Ávila y Sánchez Coello, entre otros.

Desde el año 2009 la basílica alberga el Museo de Arte sacro, en el que puede contemplarse una interesante muestra de pintura y escultura renacentista, barroca y rococó, así como libros cantorales, gárgolas y otras piezas procedentes del propio templo.