La chiesa, che vediamo oggi nella sua maestosa veste neoclassica, si trova ad Arzignano, sul luogo dove sorgeva l'antica pieve duecentesca dedicata a Santa Maria, che compare nei documenti del '200 e del '300 e che dalla seconda metà del XVI secolo si ritrova definitivamente inserita all'interno del recinto delle mura scaligere nel borgo attuale.
Proprio in quel periodo prende il nome di "S. Maria in castro" per distinguerla dalla cappella di Ognissanti costruita in piano.
La chiesa attuale fu costruita tra il 1836 e il 1850 sull'area della pieve quattrocentesca di cui conserva ricordi pittorici e scultorei. La facciata venne completata nel 1926 su progetto dell'Ing. Mistrorigo. Sul lato sinistro della chiesa possiamo ammirare il bel portale quattrocentesco, che funge da ingresso laterale, proveniente dall'antico convento di S. Maria delle Grazie.
All'interno, a croce latina, un grande affresco del soffitto rappresenta la Visitazione opera di Valentino Pupin, pittore ottocentesco che realizzerà anche le opere più importanti del Duomo di Ognissanti. Nel secondo altare di destra, è una Madonna in trono con Bambino eseguita, probabilmente, da Niccolò e Antonio da Venezia intorno al 1425.
Tra le opere più importanti da vedere in questa chiesa c'è la Pala della Visitazione, sulla parete destra del presbiterio. Il dipinto venne probabilmente realizzato poco dopo il 1641 per l'altare maggiore da poco costruito, dove rimase fino all'ampliamento ottocentesco. Il dipinto è opera del vicentino Francesco Maffei, artista geniale che seppe interpretare la grande tradizione della pittura veneta del Cinquecento in chiave barocca con risultati felicissimi e di grande originalità di cui dà prova in questa opera esemplare, tra le più lodate dalla critica.
Nella parete sinistra del presbiterio è conservato un grandioso polittico a tempera su fondo oro formato da 14 scomparti su due registri. Una fastosa struttura lignea di 265 x 210 cm. La tavola centrale raffigura la Madonna col Bambino e da sinistra i Santi Nicola, Matteo e Giovanni Battista mentre, a destra vicino al Bambino, si riconoscono Pietro, Bartolomeo e Zeno. Nell'ordine superiore troviamo, in formato più ridotto, la tavola centrale raffigurante la crocifissione fra la Vergine e S. Giovanni Evangelista con ai lati le mezze figure di (partendo da sinistra), Lucia, Caterina d'Alessandria e Antonio Abate mentre, a destra, Francesco, Agata ed Orsola, santi a cui i cittadini arzignanesi erano particolarmente devoti.
