L'église de l'Assomption a été associée à un missionnaire jésuite chez les Hurons à La Pointe de Montréal, la paroisse de L'Assomption de Détroit, depuis 1761. L'église actuelle en a remplacé une plus ancienne, Notre Dame de L'Assomption, construite non loin de là, en 1785. À l'époque de la construction de l'église actuelle, il s'agissait du principal édifice construit par l'Église de Rome dans la province du Haut-Canada.

Conçue par l'architecte de Détroit Robert (parfois connu sous le prénom de Richard) Elliot, l'église est bâtie dans le style néo-gothique perpendiculaire, avec des détails pittoresques. Jacques Reaume était le maître maçon. Le plan est symétrique avec une tour centrale et une flèche, une nef et des allées, sans galerie. Les transepts qui servaient pour les chapelles ont été supprimés en 1907. Les briques étaient fabriquées grâce à une nouvelle machine inventée par Collins de Sandwich, municipalité aujourd'hui rattachée à la Ville de Windsor. La tour et le sanctuaire, qui faisaient partie de la conception initiale, ont été ajoutés en 1874. L'autel, en pierre de Caen peinte, date de 1887. La chaire en bois, au style classique et au caractère baroque, ressemble à celles qu'on trouvait dans les églises québécoises du 18^e siècle. Récupérée de l'ancienne église (1787), la chaire a été fabriquée par un sculpteur de bois nommé Frérot. Les fenêtres dessinées en verre coloré dans la partie principale de l'église datent de 1882; les vitraux illustrés du sanctuaire et de l'abside sont supposés avoir été installés en 1874. La qualité pittoresque de l'architecture est mise en valeur par l'environnement paysager que l'on peut admirer depuis le nord et l'ouest.

En 1978, la Ville de Windsor a placé l'église sous la protection de la Loi sur le patrimoine de l'Ontario et en 1985, la Fiducie du patrimoine ontarien a établi une servitude protectrice du patrimoine sur l'édifice.