Em 1829, Nossa Senhora da Conceição foi declarada a Padroeira de Tatuí, no mesmo ano em que Dom Manoel Joaquim Gonçalves de Andrade, bispo de São Paulo, deu a licença para a construção da Igreja Matriz de Tatuí, que somente foi iniciada em 1884, quando ocorreu a colocação da pedra fundamental, em solenidade presidida pelo padre tatuiano, Cônego João Clímaco de Camargo.
A Solenidade da Imaculada Conceição, celebrada em 8 de dezembro, já existia no calendário romano, mas o dogma da Imaculada Conceição de Nossa Senhora foi proclamado pelo papa Pio IX, em 1854, com a bula Ineffabilis Deus.
A Igreja Matriz, com porte e estilo de catedral, preserva detalhes arquitetônicos do século XIX. Os afrescos existentes em seu interior foram pintados pelo artista piracicabano Mário Tomazzi e impressiona pela beleza e estado de conservação. O templo religioso também foi a primeira obra da cidade a utilizar tijolos cerâmicos.
Com estrutura e porte de catedral, para a edificação do espaço central do templo, que possui dois pavimentos e das duas torres de 30 metros de altura, foram utilizados 550 mil tijolos, 355 carradas (cargas de um carro) de pedra e 8.000 sacas de cal.
Diversas datas são muito importantes para a história da Igreja: Em 4 de dezembro de 1927, aconteceu a inauguração do relógio instalado na torre da igreja. Em 8 de dezembro de 2006, ocorreu a Cerimônia de Dedicação da Igreja e de seu altar, pelas mãos do bispo de Itapetininga, Dom Gorgônio Alves da Encarnação Neto; no mesmo dia, a Igreja foi eleita como Patrimônio Histórico e Cultural da cidade.
Já em 9 de junho de 2007, foi assinado pelo então prefeito de Tatuí, Luiz Gonzaga Vieira de Camargo, o decreto de Tombamento da Igreja Matriz, que passou a integrar o conjunto de prédios históricos do município.
Em 2009, após pedido do então pároco, padre Milton de Campos Rocha (in memorian), Dom Gorgônio elevou a Igreja a Santuário, em 8 de dezembro daquele ano.