Por los datos hasta ahora conocidos, la evangelización de Pachuca correspondió en principio a “misiones franciscanas itinerantes”, procedentes de los conventos de Tulancingo y Tepeapulco, quienes formalizaron su presencia hacia el 1528. Sin embargo, fue el Clero Secular el que se estableció definitivamente en esta comarca. De acuerdo con la información que proporcionó el sacerdote Francisco Ruiz en 1569, la más antigua construcción religiosa aquí levantada fue una pequeña ermita dedicada a la advocación de Santa María Magdalena, edificada hacia 1534, en territorio de la república de indios de Pachuca, ubicada en la hoy población de Pachuquilla.
Fue a mediados del siglo XVI cuando dio inicio en las inmediaciones del entonces Valle de Tlahuelilpan –hoy asiento del centro Pachuca– la construcción de un modesto templo, de una sola nave, con paredes de “adobe, techo de tejamanil y torre del cal canto”, que dedicado a la Virgen de Nuestra Señora de la Asunción a los cielos, fue concluido en 1553 y erigido en parroquia en el año de 1560.
Pronto el culto a la virgen de la Asunción se generalizó entre los pobladores mineros de la comarca, quienes la adoptaron como patrona de esta que se llamó Muy Noble y Leal Ciudad de Nuestra Señora de la Asunción y Real de Minas Pachuca. El 30 de noviembre de 1647, la iglesia primitiva, debido al reblandecimiento de sus muros, se vino abajo, como lo testificaron los sacerdotes Jerónimo Castañeda y Francisco de la Cruz, quienes apoyados por los feligreses iniciaron la construcción de un nuevo templo, ahora realizado con muros de piedra y bóveda de arista, que resultó más amplio y decoroso.
La fábrica del nuevo santuario duró 72 años, pues se reabrió al culto el 15 de agosto de 1719. Durante ese lapso, los servicios religiosos se efectuaron en altares provisionales establecidos en lo que fuera su enorme atrio, por entonces delimitado al norte en el edificio de Las Cajas, al poniente en el llamado Puente de Gallo (ubicado frente al hoy mercado Hidalgo) y por el sur hasta las primeras jardineras de la Plaza Mayor, hoy de la Constitución.
Por un contrato realizado en 1691, hallado en el Archivo Histórico del Poder Judicial del Estado de Hidalgo, se puede colegir que la nave se adornó con retablos barrocos, realizados en madera tallada y dorada. El altar principal se ornamentó con la imagen de 20 Santos Curas, que fue terminado hasta 1784.
Para construir el nuevo templo, de acuerdo con la costumbre de aquellos años, se solicitó y obtuvo licencia del virrey Marcos de Torres y Rueda, el 6 de mayo de 1649, y permiso del arzobispo de México Juan Mañozca y Zamora a fin de efectuar, alrededor del 15 de agosto de cada año, una feria destinada a obtener fondos para la edificación del templo. Esta festividad dejó de realizarse a mediados del siglo XVIII, cuando la virgen de la Asunción cedió su patronazgo a San Francisco de Asís, promovido por el Conde de Regla, auspiciador de la gran peregrinación que venía de Huasca a Pachuca para celebrar el 4 de octubre la festividad del Santo varón de Asís.
Un hecho digno de destacarse en la historia del templo es la estancia como vicario del joven sacerdote Mariano Matamoros, entre el 4 de abril de 1799 y el 10 de noviembre de 1801. Una década después aquel hombre se convirtió en uno de los brazos fuertes del generalísimo José María Morelos y Pavón; por cierto, su superior fue el párroco Mariano Iturría, quien se caracterizó por la realización de importantes obras en la parroquia y en el pequeño templo de San Miguel de Cerezo, ubicado en las cercanías de la población.
Corrió la parroquia de la Asunción, en el siglo XIX, la misma suerte que el Real de Minas de Pachuca, una paulatina decadencia al menos hasta mediados del aquella centuria. Pues al declararse la gran bonanza de 1851 el templo se remodeló, cambió los retablos por altares neoclásicos. En 1861 en estricta aplicación de las Leyes de Reforma el templo fue seccionado y vendidas a particulares varias áreas, la porción norte del atrio que llegaba hasta Las Cajas se enajenó en favor de Francisco J. Parres y la construcción norte de su curato se entregó a las autoridades locales quienes tres décadas después, construyeron allí el Palacio de Gobierno del Estado.
En 1865, el templo fue elevado a la categoría de vicaría foránea de la jurisdicción de Pachuca, dignidad con la que pasó a formar parte de la Diócesis de Tulancingo, a la que se anexó en 1905, pues hasta entonces formó parte de la Arquidiócesis de México.
A lo largo del siglo XX, fue construida en el ala norte, la capilla del Señor del Tránsito, luego, entre 1909 y 1920, se cambiaron los ventanales rectangulares de la nave principal por otros circulares, se edificó la segunda planta del curato y se recortó la torre de su campanario. A partir de 1965, se repuso la altura del campanario, se reubicó el altar principal para colocarle en el centro de la nave, que fue decorada con pinturas del artista itzmiquilpense Jesús Becerril, mismas que se retiraron en 1974, al reponerse el altar principal al pie del ábside de la construcción; las reformas desnudaron prácticamente a la iglesia de todo adorno, como puede apreciase aún.
