​La iglesia de Santa María, situada en el centro de la localidad, es otro de los recursos monumentales más apreciados de Sestao y una de las construcciones más antiguas del municipio.

Se encuentra situada en la parte zaguera del Ayuntamiento, rodeada de jardines. El edificio primitivo data de los primeros años del siglo XVI obedeciendo a un diseño gótico tardío. En 1917 sufre un espectacular incendio que causa graves daños en su estructura, acometiéndose una importante reforma que supervisa el arquitecto Santos Zunzunegui y que finalizó en 1921. Zunzunegui trató de dotar a la parroquia de un estilo neovasco que recordara el carácter rural que había tenido el concejo de Sestao hasta el momento de su industrialización.