1130 es la fecha del documento de San Bellino, obispo de Padua, en el que encontramos la primera mención de una iglesia en Cartura, llamada Santa Maria della Valle. La segunda mención se encuentra en un diezmo papal de 1297, en el que se dice que dependía de la parroquia de Pernumia.
Para que Cartura se convirtiera en una parroquia autónoma, hay que remontarse hasta 1440, cuando se decidió construir una nueva iglesia que sustituyera a la antigua y deteriorada estructura del siglo XII y así poder acoger a la creciente población. La segunda iglesia de Cartura se menciona en una descripción de 1489 escrita por el obispo de Padua, Pietro Barozzi. Otra documentación del año 1536 atestigua que la iglesia era de tamaño medio, pero muy oscura en su interior, y en general estaba bien conservada. Del mismo informe se desprende que el campanario era antiguo, en contraste con la estructura principal, lo que atestigua los diferentes periodos de construcción.
Tras un nuevo aumento de la población en poco tiempo, en el año 1696 el entonces párroco Don Girolamo Dottor De-Grandis decidió construir una nueva iglesia. En 1700, sólo se construyó la gran nave. Con la llegada, pues, de Don Paolo Maria Trentini, párroco de Cartura entre 1767 y 1811, se llevaron a cabo diversas obras de ampliación y restauración, como la adición de cinco altares laterales, la renovación del órgano, la realización de frescos, la elevación de los muros y la renovación del campanario, este último todavía de la primera estructura. En 1811 también se inauguró el nuevo cementerio, que, en cumplimiento del Edicto de Saint Cloud, se situó a 150 metros de la iglesia.
A lo largo de los siglos, los sucesivos párrocos llevaron a cabo otras obras de restauración para su conservación y mantenimiento, que dieron lugar a la estructura visible que todavía hoy está dedicada a Santa María de la Asunción.
Tras la construcción de la nueva iglesia, también se añadieron obras de arte para decorarla. La obra más antigua conservada en el interior de la iglesia data de la primera mitad del siglo XVII y es una pequeña pintura atribuida a Zanetti, de la escuela veneciana de los siglos XVI-XVII, que representa la Crucifixión. Esta obra fue legada a la iglesia de Cartura por el párroco De Grandis en su testamento del año 1717 y actualmente se encuentra en la sacristía. En este cuadro, la inmensidad y la desolación del paisaje circundante reflejan la soledad experimentada por Cristo en el momento de su sacrificio, soledad aliviada únicamente por la presencia de los dos putti. De 1702, atribuido al artista veneciano Giovanni Battista Cromer, es el retablo que representa a San Antonio en adoración ante el Niño Jesús y la Virgen. Destaca en esta obra la actitud del cuerpo asumida por el santo: más que una contemplación extática, se trata más bien de un “abandono casi sufriente a la llamada de la fe”.
También es digno de mención el retablo de la Madonna della Cintura, en el ábside de la iglesia. Esta obra debe su nombre a la cofradía surgida en Cartura en 1650, muy activa en el sentido de las acciones religiosas populares. El retablo, también de Cromer, fue pintado en 1731 y representa a la Virgen, representada durante la Asunción, rodeada de ángeles y en posición elevada sobre las dos figuras de San Agustín y Santa Mónica. En este cuadro, los rostros de los dos santos aparecen seguros y confiados, mientras que la Virgen parece revelar angustia por tener que abandonar la tierra, en contraste con la iconografía clásica.
En esta iglesia se esconde un verdadero tesoro: el fresco del techo, pintado en 1793 por Giandomenico Tiepolo, hijo del famoso pintor veneciano Giambattista Tiepolo. El fresco representa la Asunción de María, pintada con colores luminosos y una enrarecida atmósfera de ligereza. La Virgen, tendida en una nube y llevada por ángeles, abandona la tierra y los apóstoles la miran asombrados, incapaces de explicarse la magnitud del acontecimiento. El crítico de arte Roberto Bassi-Rathgeb, en un estudio de 1965, lo compara con el fresco de la Asunción del Oratorio della Purità de Udine, de su padre. Giandomenico introduce novedades: el espacio entre los dos grupos de figuras es más amplio, elemento que crea una ruptura entre los dos momentos de la escena, simbolizando las dos realidades diferentes y opuestas de la serenidad en Dios después de la muerte, con María, y los sufrimientos de la vida terrenal, con los apóstoles. Los propios apóstoles presentan expresiones y fisonomías “bizarras y grotescas” de quienes eligen desesperarse y retorcerse, en lugar de aceptar los acontecimientos con serenidad como la Virgen. Los rostros de los apóstoles han sido comparados con los inquietantes frescos de Villa Tiepolo en Zianigo, del mismo pintor, indicando así la “condena del autor a quienes agonizan por cosas que no pueden cambiar” y transmitiendo igualmente una lección para el observador.