La chiesa di Santa Maria Assunta ha ospitato nel Medioevo un complesso conventuale dipendente dalla Pieve di Monteveglio con i suoi canonici regolari dal 1664. Sopravvive intatto il bel campanile romanico, risalente al 1068, con le eleganti bifore delle cella campanaria, mentre il chiostro conserva per due lati un doppio loggiato, con pesanti arcate inferiori in contrasto con il leggero colonnato del piano superiore.
La chiesa, eretta nel 1064 da tale Martino di Domenico di Fagnano, era parrocchia nel XII secolo. Venne ricostruita nel 1155 e modificata nel XVI secolo e nel XIX. L’ala del fabbricato che si protende dalla torre campanaria verso il torrente Samoggia, e che fino ad alcuni decenni or sono ospitava in tutta lunghezza al primo piano la sala capitolare, è stata pesantemente modificata anche all’esterno, con motivi del tutto incongrui. La chiesa romanica era già stata demolita nel 1848 e sostituita dal tempio attuale che, pur modificato a sua volta, presenta un bel soffitto in legno a cassettoni del 1930. Da segnalare l’organo costruito nel 1821 e completamente rifatto nel 1975.
All’esterno della chiesa due lapidi ricordano rispettivamente il pittore Francesco Giusti, morto a Fagnano il 5 ottobre 1828, nella sua casa di famiglia denominata La Torre; e il papa Onorio II (Lamberto da Fagnano o da Flagnano) già vescovo di Ostia e morto a Roma nel 1130, pontefice che una tradizione locale ed una parte degli storici ritengono nato proprio a Fagnano in val Samoggia, nella casa chiamata Marmocchietto.
