Para algunos historiadores, en este lugar se encuentra la mítica Proentia de los romanos. Se han encontrado numerosos restos romanos procedentes del asentamiento y reutilizados en distintos lugares. La iglesia de Santa María de Proendos se constituye como parroquia en el siglo XII. De la fábrica románica solo se conserva el presbiterio rectangular: el resto de la iglesia está muy modificada. Presenta una sola nave rectangular, una cabecera rectangular y cubierta de madera. En el exterior del ábside podemos ver un sillar decorado con una cruz con los brazos trebolados. Puede que se trate de la piedra angular, con la cual se comenzaba la construcción de la iglesia. El Obispo o un legado suyo realizaba la bendición y se enterraba, y sobre ella se construía la iglesia. Posiblemente esta piedra apareció en alguna restauración y fue colocada donde la vemos ahora.
En el interior de la iglesia podemos ver que el arco triunfal de acceso al presbiterio presenta una moldura de ajedrezado. Está cubierto con una bóveda de cañón, con arcos de medio punto que reposan sobre gruesas columnas. De los cuatro capiteles, dos de ellos aparecen esbozados. En los otros dos, el capitel de la izquierda presenta decoración vegetal con bolas. Para algunos autores se trata de un grano de cereal, símbolo eucarístico. El capitel de la derecha se apoya sobre una columna monolítica de mármol que seguramente procede del primitivo asentamiento romano. En el capitel podemos ver una decoración, de tipo vegetal para algunos autores, aunque otros interpretan que representan las mitras y báculos de los obispos, la jerarquía más alta dentro de la iglesia, después del Papa.
En la bóveda del presbiterio se conservan las pinturas murales del siglo XVI. Fueron descubiertas por el párroco en los años 70 y restauradas en el año 2002. Tienen características de la pintura renacentista, como el intento de lograr la perspectiva, el tratamiento de los paños o el detalle de introducir en las escenas elementos arquitectónicos. Si miramos al frente, empezando dese la izquierda encontramos las siguientes escenas: Adoración de los Reyes Magos; Huida a Egipto; La Anunciación (en la cabecera, el lugar más destacado del presbiterio); La Visitación; San Blas; La Adoración de los Pastores. El antiguo retablo mayor de la iglesia es de estilo barroco. Está dedicado a la Asunción de María, aunque los seis angelotes que la rodeaban fueron robados. En otro de los retablos de la iglesia se encuentra la imagen de San Amaro, uno de los santos con mayor devoción en la parroquia.