En la documentación de las primeras décadas del siglo XVI ya aparecen referencias a una ermita de Santa María en sitio cercano a las tierras del Adelantado.En los años posteriores, y sobre todo a finales del siglo XVII, se realizaron ampliaciones que terminaron en un templo de tres naves con sendas capillas en su cabecera, más otras dos en la nave del evangelio. Su última fase constructiva se corresponde con el tránsito de los siglos XVII al XVIII, destacando las labores lignarias de sus artesonados.

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Esta disposición arquitectónica es la que ha sobrevivido hasta la actualidad, a pesar del incendio sufrido en 1978 que asoló con todo su patrimonio mueble; interesantes piezas como la talla de Nuestra Señora de Candelaria, atribuida a Martínez Montañez (c.1650), la efigie de Nuestra Señora de los Afligidos, salida de la gubia de Martín de Andújar (1637) o el San Miguel de escuela alemana del siglo XVIII. Afortunadamente, parte del legado pictórico, la orfebrería y la indumentaria litúrgica se salvaron de aquel fatídico incendio.

En 1993 se abre nuevamente al culto, conservando la estructura anterior, sobre todo sus cuatro interesantes portadas, de los siglos XVI y XVII, que exponen la evolución del arte en Canarias a través de la labor pétrea. Desde la pequeña portada gótica de arco conopial de la sacristía baja, hasta las dos interesantes portadas de la fachada principal del templo o la que se abre en el costado norte del edificio, donde distintos elementos nos hablan de un cierto gusto portugués en su elaboración.

La torre, de porte clasicista, fue levantada a principios del siglo XX, pero tras el incendio se traslada al lado sur de la iglesia siguiendo su primitivo esquema constructivo. En lo que respecta a sus techumbres, la reconstrucción del templo conservó sus antiguos diseños y estructuras.

En el entorno de la Iglesia de la Concepción del Realejo Bajo, dando a la Plaza de Domínguez Afonso, se encuentra la escalinata de piedra más antigua de la isla (1570).