Es el monumento más importante de la villa. Fue erigido en el año 1779, en estilo neoclásico puro, por el arquitecto Ventura Rodríguez -lo que la enlaza con los templos de Santa Fe y Vélez de Benaudalla-, y sufragada por el V marqués de Algarinejo.
El edificio se alza sobre el solar de una primitiva iglesia, también bajo la advocación de Santa María la Mayor, que existió en Algarinejo desde el siglo XVI hasta el año 1772 en que fue derruida para la construcción del nuevo templo, según consta en el Libro Primero Antiguo del archivo parroquial.
Catorce años y medio tardaría en erigirse la nueva iglesia, desde 1779 hasta 1794. El encargado del proyecto fue Ventura Rodríguez, arquitecto municipal de Madrid, y con obras tan emblemáticas como la fuente de la Cibeles o el camarín de la Virgen del Pilar de Zaragoza. También fue director de la sección de arquitectura de la Academia de San Fernando desde 1752. En la dirección de la obra intervinieron los arquitectos Francisco Aguado y Francisco Quintillán.
El afamado arquitecto proyecta un edificio de gran tamaño, regido por la austeridad y la escrupulosa simetría, con ausencia de motivos decorativos superfluos. Es de planta de cruz latina, con una gran cúpula en el crucero realizada de ladrillo, y consta de tres naves. La nave central es la más importante, tanto por su altura como por su anchura. Está separada de las naves laterales -en las que se abren varias capillas- por pilares simples y arcos de medio punto, y se cubre mediante bóveda de medio cañón con arcos fajones. El altar mayor es de planta cuadrada, cubierta con una bóveda de medio cañón y rematada por un arco triunfal de medio punto. Está presidido por un tabernáculo de columnas dóricas. A ambos lados del altar mayor se abre la sacristía y la capilla del Nuestro Padre Jesús Nazareno.
El interior de la iglesia estuvo cubierto por una capa de yeso, al parecer como desinfectante frente a los brotes de epidemias. Así permaneció hasta la década de los 80 en la que fue restaurada. En la actualidad el interior del templo está prácticamente desornamentado, salvo algunos encuadres en las ventanas, puertas, frontones y cornisas. Combina vanos de medio punto, óculos ciegos y ventanas adinteladas. Destaca la torre que asoma tras la cabecera del templo.
En el exterior destaca un reloj de sol, con esfera de piedra circular, incrustado en una de sus esquinas, que data del año 1790.
La iglesia posee tres portadas realizadas en piedra de cantería. La fachada principal, orientada hacia el sur, está situada a los pies del templo y está precedida por dos graderías. Se dispone mediante una puerta adintelada, enmarcada por moldura y frontón curvo.
Más arriba un óculo ciego y, finalmente, un frontón triangular resultante de la cubierta a dos aguas de la nave, perforado en su centro por un vano adintelado.
El inmenso tamaño del templo, comparado con la población que debía tener Algarinejo en el siglo XVIII, se debe, según la leyenda, a una promesa realizada por el V marqués de Algarinejo: Francisco de Paula Fernández de Córdova. El noble, que también era marqués de Cardeñosa, de Valenzuela, conde de Luque y señor de la villa de Zuheros, se hallaba en Madrid cuando le acometió una grave enfermedad de la que pensaba morir. En su apuro se encomendó a Nuestro Padre Jesús de Algarinejo, y le ofreció, si sanaba, erigirle en la villa una iglesia todo lo mejor que pudiera. El noble alcanzó la curación y sus cuantiosas rentas, teniendo en cuenta que poseía la mayor fortuna de todos los nobles no grandes de España, se volcaron en la construcción de la nueva iglesia. Esta leyenda está reflejada en un lienzo que pende en la capilla sagrario de la parroquia, la que también guarda en su interior interesantes retablos neoclásicos.