Świątynia pw. Wniebowzięcia NMP i św. Mikołaja to najstarszy położony w centrum bolesławieckiej starówki kościół, zbudowany z kamienia. Obiekt został wybudowany w najwyższym punkcie Starego Miasta.
Między tym kościołem, a miejskimi murami, we wcześniejszym okresie stał drewniany (lub murowany – jak wskazują inne źródła) niewielki kościółek pw. św. Doroty, który ufundowany został w roku 1194. Dzieje tej świątyni stojącej pomiędzy zbudowaną później ku czci Najświętszej Panny i św. Mikołaja oraz murami miejskimi, nie są dobrze udokumentowane. Kościółek ku czci św. Doroty był – jak przypuszczają niektórzy historycy - świątynią z czasów przedlokacyjnych miasta. Ślady tego pierwotnego Bożego przybytku dokumentuje akt z 2 czerwca 1261 roku sygnowany podpisem i pieczęcią księcia Konrada I. Pośród wymienianych w tym piśmie świadków jest wspomniany proboszcz bolesławiecki Wlasteus, następcą którego był Andrzej, notariusz biskupa wrocławskiego Tomasza II, o którym wspomina kolejny akt z 1271 roku. Otrzymał on od biskupa wrocławskiego przywilej praw parafialnych do wsi Otok, której mieszkańcy przynależeć mieli do już wspominanego kościoła parafialnego Najświętszej Panny i św. Mikołaja w Bolesławcu. Zapis ten daje nam prawo do sytuowania początków powstania dzisiejszego kościoła parafialnego przed rokiem 1261. W latach sześćdziesiątych XIII stulecia, za rządów księcia Konrada I, należy odnotować sprowadzenie do Bolesławca konwentu dominikanów. Zbudowali oni klasztor w północno-zachodniej części miasta (obecnie ul. Teatralna), którego część zachowała się do dnia dzisiejszego. Przy ufundowanym klasztorze wybudowali oni niewielki kościół.
Kościół Najświętszej Panny i św. Mikołaja już w roku 1298 zostaje po raz pierwszy przebudowany. Z tego okresu zachowały się najwcześniejsze ślady architektoniczne obiektu. Arcybiskup Galicji i Prymas Hiszpanii Gandislaus oraz inni dostojnicy, w związku z ogromnym rozmachem budowlanym, nadali temu kościołowi przywilej odpustowy. Wszyscy nawiedzający to święte miejsce wierzący mogli zyskać w określone uroczystości kościelne aż 40 razy w ciągu roku łaskę odpustu. Zostało to udokumentowane w specjalnym akcie, którego treść cytują Tadeusz Bugaj i Krystyn Matwijowski redaktorzy książki pt. Bolesławiec (Wrocław-Bolesławiec 2001, s. 48), w słowach: Ecclesia in Boleslavia Wratislaviensis dioecesis, quae in honore gloriose Virginis et s. Nicolai est insignita vocabulis... pro fabrica, luminariis et aliis dicte ecclesie ornamentis... Obie świątynie niewielka pw. św. Doroty i monumentalna pw. Najświętszej Panny i św. Mikołaja istniały obok siebie i były administrowane przez jednego proboszcza do końca XV wieku.
Z XIV stulecia zachowała się informacja, o fundacji ołtarza św. Jana Chrzciciela (1373), której miał dokonać legnicki mieszczanin Junghans. Ta pieczołowicie ozdabiana świątynia została zniszczona przez najazdy husyckie w roku 1429, co dokumentuje akt kolejnego nadania odpustu przez biskupa wrocławskiego Konrada w roku 1442. W dokumencie tym jest wprost wspomniana skala zniszczeń, jakie mimo upływu 13 lat od najazdu, jeszcze były widoczne w kościele i mieście. Należy też wspomnieć, że prócz zniszczenia głównego kościoła miejskiego Najświętszej Panny i św. Mikołaja, husyci zniszczyli także klasztor i kościół dominikanów. Rzeczą zadziwiającą jest, że stojący tuż obok kościoła Najświętszej Panny i św. Mikołaja kościółek pw. św. Doroty nie został wyniku najazdów husyckich zniszczony. Zapewne w nim właśnie koncentrowało się życie religijne podczas odbudowy zniszczeń w kościele mariackim. Z tamtego okresu (rok 1452) zachowały się informacje mówiące o tym, iż w mieście funkcjonowały już wówczas dwie szkoły: parafialna, przy kościele Najświętszej Panny i św. Mikołaja, kierowana przez magistra Benedykta Hegewalda oraz miejska kierowana przez słynnego Jan Opitza. Wychowanek szkoły parafialnej, bolesławianin Mikołaj Cirps zasłynął tym, iż w roku 1436 przepisał Mszał Rzymski przechowywany obecnie w Bibliotece Uniwersyteckiej we Wrocławiu. Z czasów tamtej odbudowy miasta i kościoła Najświętszej Panny i św. Mikołaja pochodzi także fundacja wielkich dzwonów, które zostały poświęcone i uruchomione w 1476 roku. Podczas odbudowy został także przywrócony do pierwotnej świetności klasztor i kościół dominikanów.
Dzisiejsza struktura architektoniczna kościoła pochodzi z lat 1482-1492, co poświadczają inskrypcje wyryte w kamieniach umieszczonych w ścianach świątyni. Gdy w 1497 roku miasto nawiedziła zaraza, niewielki kościół pw. św. Doroty za zgodą biskupa wrocławskiego został najpierw zamieniony na infirmerię dla chorych, a następnie po opanowaniu choroby mieście oraz ukończeniu rozbudowy kościoła Najświętszej Panny i św. Mikołaja około roku 1500 rozebrany. W roku 1517 do świątyni na wzgórzu miejskim dobudowana została kaplica pw. św. Krzyża, a w 1520 pw. św. Barbary. Wyniku budzącej się dość wcześnie na Śląsku fali reformacyjnej (1545) istniejący do tego czasu bolesławiecki konwent dominikanów nie przetrwał napływu ideologicznych prądów reformacyjnych. Część braci w roku 1545 przeszła na protestantyzm, inni nie wytrzymali szykan ze strony protestanckiej rady miasta i opuścili Bolesławiec. Prowadzący wówczas od trzech wieków działalność duszpasterską w Bolesławcu i okolicach konwent dominikański przestał istnieć. W roku 1553 w murach świątyni wygłosił swoje płomienne kazanie mnich bernardyński Jan Kapistran, ogłoszony później świętym. Mimo powszechnie przyjmowanej reformacji, wspólnota katolicka w mieście wydała znaczące postaci Kościoła Katolickiego. U schyłku XVI wieku biskupem wrocławskim był Marcin Gertsmann syn rajcy miejskiego Wincentego Gertsmanna z Bolesławca. Biskup Gertsmann zasłynął tym, że po ogromnym pożarze miasta w roku 1581 zmobilizował miasta śląskie i łużyckie do pomocy finansowej w odbudowie swego rodzinnego miasta. Znaczna część tej pomocy pochodziła od samego biskupa. W zachodniej części kruchty kościoła mariackiego znajdujemy najpiękniejsze bolesławieckie epitafium poświęcone pamięci poety i filozofa Kaspra Kirchnera, który urodził się w mieście. W roku 1615 został on uhonorowany w Bazylei wieńcem laurowym, co stanowiło największe poetyckie wyróżnienie na świecie. W roku 1618 sprawował funkcję rektora bolesławieckiej szkoły parafialnej, a następnie radcy cesarza. W czasie wojny 30-letniej (1618-1648) zawarty został w Pradze w 1635 roku pokój. W myśl postanowień tego traktatu Śląsk został poddany pod władzę cesarską. Rozpoczęło to szeroką akcję rekatolizacyjną na całym Śląsku i w Bolesławcu. Przemarsze wojsk szwedzkich, saskich i cesarskich nie oszczędzały mieszkańców i miasta, dlatego na zakończenie tej smutnej dekady wojennej w roku 1662 w kościele Najświętszej Panny i św. Mikołaja została ufundowana kaplica z ołtarzem pw. św. Barbary oraz kaplica z ołtarzem pw. św. Katarzyny z roku 1693, której fundatorem był burmistrz Bolesławca wyznania katolickiego Jan Fryderyk Bűttner. U schyłku XVI i na początku XVII wieku organmistrz Jan Lange zbudował w kościele pierwsze organy, a w roku 1709 zastąpiono je kolejnymi wykonanymi przez mistrza Gotfryda Eberharda. W roku 1710 dobudowano ostatnią boczną kaplicę z ołtarzem pw. św. Aleksego.
Świątynia została przebudowana w wieku XVII według barokowych zasad, a także wizji architektonicznej Giulio Simonettiego. W tym czasie została od zewnątrz przyozdobiona zabytkowymi renesansowymi epitafiami, które chciano w ten sposób uratować z likwidowanego cmentarza parafialnego. Przy wejściach do kościoła ustawiono wówczas rzeźby przedstawiające św. Sebastiana i św. Rocha - dłuta Jerzego L. Webera, które znajdowały się pierwotnie przy Dolnej Bramie miejskiej. Do figury św. Rocha już w roku 1738 mieszkańcy przychodzili w procesji błagalnej niosąc ze sobą relikwie drzewa Krzyża św. i prosząc o ratunek. Relikwie zostały przywiezione do Bolesławca ze Stolicy Apostolskiej już w roku 1737, oprawione w specjalny relikwiarz w kształcie krzyża. Kronikarz E. Wernicke napisał notkę świadczącą o kulcie relikwii z tamtego czasu: Relikwia została zamknięta w posrebrzanym krzyżu, a 21 lutego 1738 była po raz pierwszy wystawiona i dana do ucałowania, co powtarza się we wszystkie święta. Relikwie te zachowały się w kościele Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny i św. Mikołaja do dnia dzisiejszego.
W centrum nawy kościoła znajduje się barokowy ołtarz główny oraz ambona wykonane w latach 1723-25 przez Jerzego Leonarda Webera. Przy tym ołtarzu po raz pierwszy sprawowano Eucharystię w Niedzielę Palmową 1739 roku. Idąc od ołtarza głównego po lewej stronie znajduje się ołtarz pw. Matki Bożej, z roku 1738, a następnie ołtarz pw. Najświętszego Serca Jezusowego z roku 1720. Naprzeciw znajduje się z tego samego okresu ołtarz pw. św. Jana Nepomucena. Jego relikwie przywiezione zostały do Bolesławca w roku 1726. W następnej kolejności nawy głównej zbudowane zostały barokowe ołtarze pw. św. Anny z obrazem świętej patronki (prawa strona patrząc od ołtarza głównego) oraz ołtarz pw. św. Józefa (lewa strona) przypisywane M. Willmannowi. W zakończeniu południowej nawy bocznej znajduje się datowany na 1779 r. ołtarz św. Krzyża, który znajdował się niegdyś w jednym z bolesławieckich kościołów zakonnych. Świątynię tę nawiedził dnia 13 czerwca 1857 roku metropolita wrocławski książę Henryk II Förster i odprawił w niej Eucharystię.
Na ścianie kościoła umieszczony został zegar słoneczny z roku 1907 autorstwa mistrza Ryszarda Munzkyego z łacińskim wersem: "Hora fugit, Mors venit, Umbra transit, Lux Manet" – "Czas ucieka, śmierć przybywa, ciemność przemija, światłość zostaje". Na lata 1926-28 przypadł gruntowny remont obiektu. W czasie II wojny światowej raz w miesiącu w kościele odprawiana była Msza św. dla polskich robotników przymusowych pracujących dla III Rzeszy.
Zaznaczyć należy, że dnia 01 września 1956 roku w świątyni tej sprawował Eucharystię ks. prof. Karol Wojtyła, późniejszy Kardynał Metropolita Krakowski, wybrany na Papieża Jana Pawła II.
W powojennej historii kościoła i parafii wspomnieć należy, że sąsiednie wspólnoty parafialne takie jak: pw. Matki Bożej Nieustającej Pomocy w Bolesławcu (1969), pw. Matki Bożej Różańcowej w Bolesławcu (1972), pw. św. Jana Chrzciciela w Kruszynie (1979), pw. Chrystusa Króla w Bolesławcu (1983), pw. śś. Cyryla i Metodego w Bolesławcu (1988), powstały dzięki pomocy macierzystej wspólnoty parafialnej pw. Wniebowzięcia NMP i św. Mikołaja.
Dnia 28 czerwca 2004 roku, na prośbę długoletniego duszpasterza bolesławieckiego ks. prałata Władysława Rączki, dekretem Biskupa Legnickiego Tadeusza Rybaka, kościół pw. Wniebowzięcia NMP i św. Mikołaja został podniesiony do godności Sanktuarium Wniebowziętej Matki Kościoła. Od tego też dnia proboszcz ks. prałat mgr-lic. Władysław Rączka przeszedł na emeryturę, a jego posługę przejął ks. dr Andrzej Jarosiewicz.
