L’église de Santa Maria de la Asunción (ou Sainte-Marie-de-l’Assomption) domine le point culminant de Dueñas et surplombe la ville depuis la fin du XIIe siècle. Son architecture, entre les styles roman et gothique, présente un plan à trois nefs, avec un transept peu profond et un chevet composé d’une abside polygonale centrale et d’une abside semi-circulaire, celle du côté de l’Épître ayant été remplacée par la sacristie au XVIIIe siècle.
Les nefs, surmontées de voûtes d’ogives et de voûtes d’arêtes, se dressent sur des piliers octogonaux par des arcs en ogive. Un dôme extérieur abritant un dôme baroque, éclairé par des oculi et surmonté d’une lanterne, s’élève au-dessus du transept. La tour, située au pied du lieu de culte, fut achevée en 1589 d’après les plans d’Alonso de Tolosa.
L’intérieur se distingue par l’extraordinaire retable principal, réalisé entre 1510 et 1518 par Antonio de Malinas, Giralte de Bruselas, Pedro Manso et Alonso de Ampudia. Considéré comme un chef-d’œuvre du gothique castillan tardif, il représente des scènes de la vie de la Vierge et du Christ.
Les tombeaux des comtes de Buendía, datant des XVe et XVIe siècles, sont conservés dans la chapelle principale, tandis que la singulière pierre de taille du chœur associe ornements gothiques et motifs d’animaux sauvages, probablement liés aux nouvelles découvertes géographiques.
Le lieu de culte abrite également une remarquable collection d’œuvres d’art, notamment un crucifix gothique et une urne funéraire datant du XIIIe siècle ; le retable de Saint-Ildefonse, synthèse de l’art flamand et du début de la Renaissance ; des sculptures de Gregorio Fernández, comme Saint-Isidore le Laboureur, et des objets baroques de l’école de Madrid.
Toujours présent dans la chapelle baptismale, l’Itinéraire mystique remontant au XVIIe siècle, reflet de la vision du monde de l’époque moderne, offre une représentation symbolique de l’univers et du chemin vers le ciel. L’orgue, datant de 1754, et le retable moderne de la Vierge de l’O, sainte patronne de Dueñas, complètent cet ensemble exceptionnel.
L’église abrite également un petit musée paroissial où sont conservés de précieux objets en argent donnés par la famille Acuña et un exceptionnel Ecce Homo de Diego de Siloé.