Fou la parròquia del castell d'Esparreguera. Durant l'època medieval va gaudir de prou importància, però va perdre poder quan es va construir l'ermita de Santa Eulàlia en el nucli d'Esparreguera. En el segle XV continua el declivi del temple, especialment desprès de patir els efectes d'un terratrèmol. En 1612 es consagra la nova parròquia d'Esparreguera, situada al bell mig del poble i Santa Maria quedà en l'oblit.

Es creu que la fàbrica del temple respon a dues etapes constructives diferents. En contra del que és habitual, la nau és més antiga que la capçalera. L'absis i el cimbori es van edificar en el segle XII, mentre que la nau correspondria al segle XI.

El temple té una sola nau coberta amb volta de canó apuntada. Està acabada en un absis semicircular.  Aquest és totalment llis i només es trenca la uniformitat del conjunt amb tres finestres de mig punt.

En el creuer s'alça un cimbori de planta octogonal i amb forma de cúpula ovalada per l'interior. A sobre, en època moderna, s'hi va construir una torre de campanar de planta quadrada. S'accedeix a ell per una escala exterior, que està adossada al mur sud de la nau, i que desprès transcorre per la teulada del temple.

A banda i banda de l'absis es van construir unes capelles laterals. D'aquesta manera es volia solucionar el problema de pes que té el cimbori, per culpa del campanar afegit. Com es pot comprovar amb les marques de guix que hi ha en diversos punts de l'absis, aquests problemes encara no s'han solucionat i l'estructura s'està obrint perillosament. Espero que la solució no arribi massa tard.

La porta està en el mur sud. Va ser reconstruïda en els segles XV i XVIII, perdent totalment la traça romànica.

El mur nord correspon bàsicament a l'edifici del segle X, d'època pre-romànica.

Darrera de l'absis es pot veure un gran sepulcre, molt deteriorat pel pas dels anys, flanquejat per tres grans xipresos.