Najstarsza wzmianka o kościele w Wadowicach pochodzi z roku 1325. Był on wówczas filią parafii w Mucharzu. W dziesięć lat później decyzją biskupa krakowskiego z 1335 roku włączono wadowicki kościół do parafii w Woźnikach.

Początkowo był to kościółek mały i drewniany. Ówczesne Wadowice, niewielka osada handlowa położona w widłach Skawy i Choczenki, często niszczone były kataklizmami powodzi i pożarów. W 1440 roku doszło do jednego z największych pożarów w dziejach miasta. Ogień zniszczył wówczas również kościół. Miasto odbudowywało się ze zniszczeń między innymi dzięki przywilejom królewskim i odnowieniu praw miejskich według prawa chełmińskiego. Wtedy właśnie, w połowie XV wieku w pobliżu rynku wadowickiego rozpoczęto budowę orientowanej świątyni murowanej. Z tego okresu pochodzi prezbiterium obecnego kościoła, które jest pozostałością tamtej średniowiecznej budowli gotyckiej.

Po raz kolejny kościół został zniszczony w wielkim pożarze miasta 18 maja 1726 roku. Nową świątynię wzniesiono pod kierunkiem majstra murarskiego Franciszka Sosny dopiero w latach 1792-1798, w stylu późnobarokowym, z wieżową fasadą frontową. 29 września 1808 roku konsekracji odbudowanego kościoła dokonał biskup Andrzej Rawa-Gawroński.

Prawdopodobnie od początku swojego istnienia świątynia była pod wezwaniem Wszystkich Świętych. Staraniem proboszcza ks. Mikołaja Zamoyskiego papież Grzegorz XVI zamienił w 1836 roku tytuł na Ofiarowania Najświętszej Marii Panny.

W 1857 roku dobudowano od wschodu zakrystię ze skarbcem na piętrze. Pod koniec XIX wieku znany architekt krakowski Tomasz Pryliński, dokonał generalnej przebudowy i restauracji fasady frontowej kościoła wadowickiego w stylu neobarokowym. Fasada upiększona została bogatą ornamentyką i rzeźbami kamiennymi, wykonanymi przez artystę krakowskiego Zygmunta Langmana. Przedstawiają Matkę Bożą w otoczeniu dwóch patronów kościoła powszechnego, św. Piotra i św. Pawła. W niszach poniżej umieszczono postacie patronów Polski, św. Stanisława i św. Wojciecha. Z tego okresu pochodzi także portyk wejścia głównego z balkonem oraz modyfikacja hełmu wieży, nadająca mu niepowtarzalny a charakterystyczny kształt. Na zewnętrznej ścianie kościoła od strony południowej wykonano wtedy zegar słoneczny opisany dewizą „Czas ucieka, wieczność czeka”. Zegar ten widoczny jest z okien dawnego mieszkania rodziny Wojtyłów.

Stacje drogi krzyżowej wewnątrz kościoła wykonał wadowiczanin, Jan Nepomucen Bizański (1804-1878), malarz i rysownik, profesor Akademii Sztuk Pięknych w Krakowie.

W roku 1922 zakupiono nowe dzwony w miejsce zabranych na potrzeby wojenne. W roku 1931 założono w świątyni oświetlenie elektryczne. W styczniu 1945 roku w wyniku sowieckiego bombardowania kościół został uszkodzony. Do czasu odbudowy był on przez cały rok nieczynny, zaś nabożeństwa odprawiano w zbudowanym w latach 1933-1935 Domu Katolickim. W latach 1945-1947 dobudowano także przedsionki wejściowe z obu stron korpusu, oraz dwa aneksy po bokach zakrystii.

Kiedy 16 października 1978 roku na Stolicę Piotrową wybrany został pochodzący z Wadowic Karol Wojtyła – papież Jan Paweł II, wadowicka świątynia stała się znana na całym świecie. Licznie odwiedzana przez pielgrzymów z wielu krajów jest ośrodkiem kultu religijnego o coraz większym znaczeniu.

W 1986 roku kaplice boczne połączono z prezbiterium dużymi przejściami, które wykonano w miejscach okien. Tak powstała obecna trójnawowa świątynia z lekko wydłużonym prezbiterium. W dniu 25 marca 1992 roku Ojciec Święty Jan Paweł II podniósł kościół Ofiarowania NMP do godności Bazyliki Mniejszej.

W 2000 roku staraniem ówczesnego proboszcza parafii ks. infułata Jakuba Gila w kościele ułożono nową, marmurową posadzkę. Wyrazem hołdu z okazji 25-lecia pontyfikatu Wadowiczanina na Stolicy Piotrowej jest polichromia Bazyliki namalowana w latach 2002-2003 przez artystki z Krakowa, Aleksandrę Grochal i Katarzynę Dobrzyńską, pod nadzorem konserwatorskim ks. dra Józefa Nowobilskiego. Ta unikatowa polichromia obrazuje papieskie nauczanie, zawarte w encyklikach (nawa główna, nawy boczne oraz kaplica papieska), adhortacjach (kaplica Świętej Rodziny) i listach apostolskich Jana Pawła II (kaplica Świętego Krzyża), które zilustrowane zostały scenami biblijnymi lub alegorycznymi nawiązującymi do czasów życia Jezusa Chrystusa.

Na chórze Bazyliki od 1899 roku znajdowały się organy wykonane przez firmę Braci Rieger z Jägendorfu, które wskutek wieloletniego używania mimo kilkakrotnych renowacji wymagały wymiany. Z inicjatywy ks. infułata Jakuba Gila w latach 2009-2010 wybudowano nowy instrument, będący wotum parafian w intencji wyniesienia na ołtarze Jana Pawła II. 27 głosowe organy wykonała i zamontowała firma organmistrzowska Zdzisława Mollina, a ich poświęcenia dokonał 13 października 2010 roku ks. bp Jan Szkodoń podczas wizytacji parafii. Pięciokolumnowa szafa organowa zwieńczona została herbem papieskim Jana Pawła II. Muzyka tego wspaniałego instrumentu nie tylko upiększa liturgię, ale dzięki organizowanym koncertom ubogaca życie kulturalne miasta.