Este noble edificio presenta una tradicional planta de cruz latina en la que se inscribe un gran octógono central y cuatro espacios cúbicos escalonados. El primer tramo de la nave se alarga para albergar el coro. Sobre los brazos del crucero se disponen capillas laterales. La cabecera es semicircular. Toda la estructura parroquial gira en torno al octógono intermedio sobre el que se eleva una gran cúpula. Cuatro pilares triangulares gigantes articulan la disposición interior y la envergadura de la bóveda. Un lenguaje arquitectónico, de clara inspiración barroca, que recuerda al empleado en la parroquia de San Nicolás de Bilbao. La cúpula unifica todo el espacio interior. Tiene doble cuerpo octogonal y se apoya sobre pechinas. La media esfera se registra con ocho gajos. Sobre el resto de tramos interiores se emplea un complejo sistema de cubiertas. Los brazos del crucero, aunque rectangulares, se abovedan en semicírculo. Para la cabecera se emplea una bóveda de horno. En los tramos de la nave se disponen bóvedas de cañón. Las capillas laterales del coro se cubren con bóvedas de aristas. La parroquia se ilumina internamente a través de dos grandes ventanas termales colocadas en los brazos del crucero.
Al exterior, se presenta como un sobrio edificio de traza clásica realizado en piedra de sillería. Sobresale de la estructura externa, el gran cubo que cobija el octógono de la cúpula. La fachada principal se organiza en torno a un gran pórtico, de sillería blanca, con cuatro columnas y dos pilastras de orden dórico romano. Este lenguaje clasicista se completa con un entablamento y gran frontón triangular rematado con una cruz. Las torres laterales están realizadas en piedra de sillería tostada. Este contraste consiste en dos cubos prismáticos macizos con cadenas de sillar reforzando las esquinas. Ambas torres se rematan con una cornisa moldurada. En la torre de la izquierda, se abren dos huecos adintelados y otro de medio punto. La torre derecha dispone de tres ventanas de medio punto. El campanario, situado en la torre derecha, data de 1898. Fue realizado, en sillería gris, según traza de Domingo Acebal. Se organiza con un cuerpo prismático en el que se abren cuatro ojos de buey. El remate de la cornisa es mixtilíneo y con cuatro pináculos. El cuerpo de campanas tiene planta octogonal, con ocho huecos de medio punto. La torre se completa con una pequeña linterna, cupulín, bola y veleta.
En el interior parroquial se guarda un interesante contenido mueble. El retablo mayor, situado en la cabecera, data de 1917. De forma cóncava, se adapta a la forma del ábside con un cuerpo de cinco calles articuladas por columnas corintias. En cada calle se abre una amplia hornacina de medio punto. En la central se guarda un monumental sagrario. El retablo se remata con un ático que discurre sobre un aparatoso entablamento. El ático se ordena mediante una hornacina de medio punto inscrita en un frontón recto con pináculos. La estructura se remata con un gran ángel. Entre las tallas del retablo destaca la imagen de la Asunción; de estilo romanista, su autoría obedece al escultor Martín de Basabe. Esta escultura posiblemente proceda de la antigua parroquia de la Atalaya. En la zona de la Epístola, se localiza el retablo de la Inmaculada; de estilo neoclásico, data del siglo XIX y está adaptado a la forma de la exedra. Se estructura en un banco sobre el que se alza un cuerpo de triple calle articulado por columnas estriadas de orden mixto. En la hornacina central, se guarda una talla barroca de la titular. El retablo se remata mediante entablamento y frontón mixtilíneos. En este mismo lugar se sitúan los retablos del Sagrado Corazón y el de San José. Este último fue confeccionado por el tracista Pedro de Belaunzarán. Ambos son de estilo neoclásico y datan del siglo XIX. En la zona del Evangelio, sobresale el retablo de la Virgen del Rosario. La traza también fue ejecutada por el maestro Belaunzaran. Se ordena en banco y cuerpo de triple calle entre columnas de orden corintio. El remate es mixtilíneo. Alberga tallas de la titular, de Santa Mercedería y de San Isidro. Las tres imágenes son obra del escultor José de Alcoberro. De similar factura es el retablo de la Dolorosa. También confeccionado por el equipo de Belaunzarán y Alcoberro. El mueble se organiza en banco y cuerpo de triple calle. En el Evangelio también se ubica el retablo neoclásico de San Juan Bautista, realizado por los mismos autores. El esquema compositivo empleado es similar con un banco sobre el que se eleva un cuerpo de triple calle. Destacan las imágenes del titular así como las de San Roque y San Sebastián. En el mismo lugar, bajo bóveda de arista, se encuentra la Capilla de las Ánimas. Guarda una interesante pila bautismal neoclásica. Entre otros elementos decorativos sobresalen las pinturas al fresco situadas en las pechinas de la cúpula así como en las tribunas. Fueron realizadas por el pintor contemporáneo Pablo Uranga. En las pechinas aparecen representados los evangelistas, mientras que para la zona de las tribunas se reservan escenas del Calvario de Cristo y de la Última Cena. En el coro se localiza un órgano neogótico. Data de la primera mitad del siglo XX, siendo su autor López Alberdi. En otras dependencias parroquiales se guardan los planos originales de la parroquia. Se pueden apreciar los planos de las plantas y alzados proyectados por el arquitecto Silvestre Pérez en 1823. En el archivo parroquial, situado en la sala capitular, se custodia una importante biblioteca. Algunos de los libros parroquiales, posiblemente, procedan de la vieja parroquia de la Atalaya. Cronológicamente abarcan desde el siglo XVII hasta el siglo XIX.
En 2008, se procede a la restauración del órgano así como de otros elementos de este importante edificio de Bermeo.