El origen de la Iglesia Parroquial lo tenemos que buscar a principios del siglo XVI, donde los reyes Católicos y en honor de María Santísima mandan erigir en 1505 las Iglesias parroquiales en la Provincia de Almería, y entre ellas la de Cantoria.

En un principio se convirtió la antigua mezquita mayor de Cantoria en iglesia, situada en el emplazamiento del Lugar Viejo, pero después de las revueltas moriscas de 1569, se decide cambiar la ubicación de la población al llano de la otra orilla del rio. El nuevo emplazamiento se diseña a cordel, comenzando en la actual Plaza de la Constitución, y como cosa curiosa, se diseño junto a esta, otra con idénticas proporciones para la iglesia, cuando lo normal es que el poder civil y religioso compartiesen un mismo espacio.

La iglesia que se construyó tenía adosado un cementerio, según era la costumbre de la época (de idéntica manera a la que actualmente se encuentra en la Alquería de Adra). 

En el siglo XVIII, ante el aumento de la población, debido principalmente a la pacificación de las costas que atrajo una nueva oleada de repobladores, hizo que este templo se quedara pequeño, unido a una muy mala conservación del mismo, hizo que en 1816 el párroco D. Teodoro López inicia la titánica tarea de embarcarse en el proyecto de una nueva iglesia en el mismo lugar que la antigua.

Seguramente el proyecto original fuese del arquitecto diocesano D. Juan Antonio Munar y 60 años después, se utilizó para su finalización el del arquitecto D. Enrique López Rull.

Hasta 1837 no se procede a derrumbar la antigua para utilizar el mismo solar para la nueva construcción. En 1944 se nombra director de obra, natural de esta villa a don Juan Gómez Sánchez, maestro de obras aprobado por la Real Academia de San Fernando. En 1846 se habían rellenado los cimientos, utilizando la piedra de la antigua iglesia. En 1848 el tesoro presupuesta 337.805 reales para comenzar a levantar los muros, nombrando el obispado a los párrocos que se encarguen de ejecutar el proyecto a don Ramón Fábrega Arrabal y su segundo Antonio Gavilán Camacho. En los años posteriores las obras sufren varios parones por falta de dinero y de los avatares políticos y sociales del siglo (Comenzó con la Guerra de la Independencia, abdicación de Carlos IV a favor de su hijo, continuando con los reinados mas nefastos de nuestra historia contemporanea, la de Fernando VII e Isabel II, derrocamiento de esta y llegada de un rey a "la carta" D. Amadeo de Saboya, una breve I República tras la marcha del rey italiano, continuando con la restauración de los Borbones, desplome del imperio colonial español. A este panorama le añadimos un terremoto, las pandemias de viruela y de cólera, varias inundaciones, la desamortización de Mendizábal, etc.). Un siglo de lo mas movidito.

En 1867 los muros se encuentran casi terminados y preparados para comenzar las cúpulas y el tejado.

Mientras tanto, Los santos patronos, San Antón y San Cayetano, estaban en la ermita, cuando un joven sacerdote de Olula del Río, Leonardo López Miras (ver biografía), mandado a Cantoria por el obispo de Almería José Orberá en octubre de 1978, se hace cargo como rector de la parroquia de nuestro pueblo y continuador de las obras bajo la dirección del arquitecto diocesano Enrique López Rull (ver biografía en el diccionario bibliográfico almeriense).

En ese momento la iglesia sólo tenía techadas, que no tejadas, las capillas de la entrada, faltaba por contruir parte de la nave central y cubrirla, no estaban echas la sacristía, ni el coro, ni las torres y faltaba por enlucir toda la parte interior del templo e infinidad de detalles.

D. Leonardo se dedicó a la obra con gran entusiasmo, pidiendo y buscando subvenciones por todas partes. También el obispo de Almería D. José María Orberá y Carrión, consiguió del Ministerio de Gracia y Justicia gran apoyo económico, consiguiendo la cantidad de 88.000 duros, unido a la herencia de 22.900 ptas de los padres de D. Leonardo y un premio gordo de 3.000 pesetas que le tocó en la lotería. También tenemos que resaltar la aportación económica de la Marquesa de Almanzora para las obras y posteriormente para el retablo del altar mayor.

Esta obra necesitaba cantidades ingentes de dinero, por eso las autoridades locales destinaron las ayudas que vinieron del estado para paliar los destrozos de las tres grandes riadas que se sufrieron a finales del siglo, recibiendo subvenciones para tal fin y desviandose gran parte de las destinadas a paliar los destrozos en los campos y viviendas, no sin gran polémica, para la terminación del templo. Y como ejemplo, la riada de 1879, cuando D. Leonardo llevaba escasamente un año al frente de las obras, cuando unas lluvias torrenciales causaron grandes desperfectos, recibiendo una ayuda del gobierno de 11.036 pesetas, la mitad de lo presupuestado de los daños causados.

Sin embargo, el otro gran alma mater de esta empresa fue la tía Encarnación la Santa (ver biografía), cuyas anécdotas se han transmitido de padres a hijos. Ella sola fue capaz de recaudar las 14.000 pesetas que costó el órgano y que llegó a Cantoria procedente de Orihuela en 1914, un año después de morir. Anteriormente, al enviudar, donó toda la herencia de su marido y de todos sus bienes materiales para costear las obras, quedándose únicamente con una humilde casa y alimentándose de lo que los vecinos le traían.

También los vecinos de la villa contribuyeron generosamente con dinero y esfuerzo personal, acarreando ladrillos, arena, piedras, etc.

Finalmente, el 16 de Julio de 1885, festividad de la Virgen del Carmen de la que D. Leonardo era muy devoto, se inauguró el nuevo templo que aunque no estaba terminado del todo, si estaba ya adecentado para el culto. 

Durante la Guerra Civil la iglesia sufre graves destrozos y pérdidas de elementos irrecuperables como el gran retablo del altar mayor, de madera y bronce, donación de la Marquesa de Almanzora; los elementos internos de metal del órgano, imágenes y cuadros que fueron quemados en la plaza del Convento. En ese periodo se convierte, al igual que la iglesia de Almanzora, en almacén, cochera, economato, carpintería e, incluso, como salón improvisado de baile.

Luis Papis, párroco durante la contienda y en la postguerra, inicia una labor junto con varios vecinos para recaudar fondos para el arreglo de desperfectos e iniciar cuanto antes los servicios religiosos. Continúa con esta labor José Francisco Serrano García a partir de 1971, que coloca una rejería separando el altar del resto del templo, que procedía del antiguo Convento de la Divina Infantita, instalación de mármol en el zócalo del altar mayor y construcción de una celosía encima de la entrada a la capilla y a la sacristía respectivamente, para suplir la ausencia de unos lienzos.

En los 80 del pasado siglo esta iglesia fue declarada Monumento Histórico Artístico, lo que ayudó a recibir ayudas del Estado para la restauración de las torres y las ventanas del exterior del edificio.

A principios del nuevo siglo, el párroco Silverio Sánchez Franco llevó a cabo una restauración integral del edificio, como el arreglo de las torres, tejados, las grietas de las bóvedas, la instalación eléctrica, reformó la sacristía, la capilla de la Adoración del Santísimo, capilla del Santo Sepulcro, solería de todo el edificio, el altar mayor. Además se restauraron las campanas y se incorporaron elementos decorativos como vidrieras con los colores representativos de la Virgen María y de Jesucristo; cuadros que fueron donados por el pintor Luis Rodríguez; se cambiaron los bancos de toda la iglesia gracias a las donaciones de las familias, al ayuntamiento, subvenciones públicas del Área de Desarrollo Local, a empresas que donaron materiales, sobre todo mármol para el suelo y zócalos, como la de Juan Tijeras, Antonio y Paco Cuéllar. El coste de la restauración de ambos edificios, sin contar con las donaciones en especie, ascendió a 625.000 euros.

El baptisterio de la iglesia parroquial de Cantoria fue durante años la pequeña habitación situada a la derecha de la entrada principal, donde se encontraba la pila bautismal, y, presidiendo, había un cuadro de gran tamaño (195 x 127,5 cm.), un lienzo pintado al óleo muy ennegrecido y borroso, que representaba la figura de un santo mirando al cielo. Aunque han sido muchos los que lo vieron con motivo de algún bautizo, pocos repararon en él.

Desde siempre se ha conocido que el cuadro procedía de un museo de Madrid, tal vez del Prado, y que su autor era un pintor importante, pero no se sabía nada más. En noviembre del 2012 sale a luz que ese cuadro era nada más y nada menos que un Juan Bautista, de Tiziano, genial pintor del Renacimiento clásico veneciano del siglo XVI. Este cuadro, estudiado durante los últimos años, pertenecía al llamado Prado disperso y la iglesia de Nuestra Señora del Carmen de Cantoria lo ha albergado durante ciento veintidós años, pensando que era una copia. En 2007, con motivo de un inventario el Museo del Prado levantó el depósito para el estudio de esta obra y, después de una completa investigación, se comprobó que no era una copia, sino un original que fue pintado en torno a 1550. En octubre de 2008 lo recuperó su propietario, que dio por finalizado el depósito que duraba desde 1886.

Parece ser que la obra llegó de Italia a Zaragoza en vida de Tiziano y luego al Museo de la Trinidad hasta 1872, año en que pasaron los fondos de este museo al Prado, el cual atesora la mejor y más amplia colección de obras de Tiziano, unas 38 en total, siendo la colección de este artista más importante del mundo. A finales del siglo XIX, dada la falta de capacidad para albergar la cantidad de pinturas que llegaban al gran Museo, se optó por depositarlas en diversos lugares de España, y ésta en concreto formaba parte del grupo de obras que se entregaron en depósito a la diócesis de Almería a finales del siglo XIX, por requerimiento del obispo Orberá, quien las envió a Cantoria, seguramente para decorar el nuevo e imponente templo que se acababa de inaugurar, y que tanto interés puso en buscar financiación para su finalización.

En la iglesia de Cantoria se depositaron seis cuadros de los que tres se quemaron en la guerra civil (un cuadro de San Andrés, uno de San Matías y otro de la Venta de José), librándose este Tiziano de milagro, aunque le pasó factura. En su bastidor se aprecia un sello colocado por "los rojos de Cantoria", que marcaban todo lo que se iba a quemar en la hoguera. El cuarto cuadro se encuentra en el sagrario y representa el momento que los ángeles entregan a San Idelfonso la Casulla (vestidura superior que se pone el sacerdote para decir misa) de Antonio Lanchares, pintor madrileño del siglo XVII, discípulo de Zurbarán. El quinto es un lienzo de mediano tamaño con la imagen de Santa Teresa, de la escuela sevillana; y el sexto, un gran lienzo que representa a las ánimas, se encontraba en el actual baptisterio (donde actualmente está el mural que realizó la pintora local Clara Cuéllar y una imagen de la Virgen del Carmen) y supuestamente pereció, junto con el sepulcro, en un incendio a principios de los años 70.