L’evangelizzazione di Bomarzo deve risalire ad un periodo molto antico se già nel VI secolo possedeva un vescovo ed un capitolo. Lo storico Flavio Biondo ipotizza addirittura che il Papa Sabiniano, pontefice dal 604 al 606, sia nato proprio a Bomarzo. Da ciò possiamo arguire che già in epoca bizantina il borgo fosse anche provvisto di una chiesa di una certa importanza, costruita in stile paleocristiano. In età carolingia il duomo venne probabilmente modificato, come dimostrano alcuni elementi architettonici risalenti al VII-IX secolo.
La struttura attuale risale al XV secolo e risente dello stile di Filippo Brunelleschi che in quel periodo operava a Firenze. Nel 1546, sotto la loggia della facciata, fu scavato un pozzo a beneficio della comunità bomarzese. L’opera, voluta dal defunto Signore di Bomarzo Giovanni Corrado Orsini, fu completata dalla di lui nuora Giulia Farnese mentre suo marito, Pier Francesco detto Vicino, era in Germania a combattere per Carlo V. Ulteriori modifiche si ebbero nel Seicento, quando furono completate la facciata e la gradinata di accesso.
La facciata, dalle linee sobrie e semplici, è caratterizzata da un’elegante scalinata a ferro di cavallo, risalente al XVII secolo. Altri elementi salienti sono le porte, ingentilite da dei lacunari classicheggianti, ed i pignoni inseriti nel secondo ordine, contemporaneo alla gradinata.
L’interno della chiesa è a tre navate divise da pilastri in peperino, e si accorda bene con l’austerità e l’eleganza dell’esterno. Nell’altare maggiore è inserita una pregevole pala raffigurante Sant’Anselmo che sostiene la città di Bomarzo e la rivolge alla Vergine Assunta, a cui è dedicato il duomo. Sotto l’altare sono custodite le spoglie del santo stesso.
La torre campanaria, eretta su una struttura di origine etrusca, è costruito in blocchi di peperino. L’unica particolarità è rappresentata da una lapide romana raffigurante un uomo ed una donna, che è stata inglobata nella struttura del campanile.