De geschiedenis van de kerk van Vlezenbeek begint met een kapel die afhankelijk was van de moederkerk van Sint-Pieters-Leeuw. Door de groeiende verering van een Mariabeeld werd Vlezenbeek een belangrijk bedevaartsoord. In 1305 werd de kapel vervangen door een kerk en kreeg de parochie haar onafhankelijkheid.
Door verschillende uitbreidingen kreeg de kerk haar huidige vorm. De verschillende bouwfases zijn vandaag nog zichtbaar aan de buitenkant. Sinds 1976 is het gebouw beschermd erfgoed.
Binnenin bevindt zich een barok hoofdaltaar van beschilderd hout met marmereffect. Het Onze-Lieve-Vrouwaltaar sluit hierbij aan. Het altaar van de heilige Antonius van Padua, uitgevoerd in echte steen, werd geschonken door Paul Arconati Visconti, eigenaar van het kasteel van Gaasbeek. Hij financierde ook de bouw van de rechterzijbeuk.
In de kerk hangen verschillende obiits of rouwborden die herinneren aan prominente personen, vooral leden van de familie Robyns de Schneidauer. Deze familie was verbonden met kasteel Inkendaal, waar vandaag een revalidatieziekenhuis gevestigd is.
Aan de buitenzijde van de kerk bevinden zich ruitvormige grafstenen van deze familie. Achteraan in de kerk ligt bovendien de grafsteen van Petrus Franciscus Lindemans, de laatste baljuw en meier van Vlezenbeek.
