Początki parafii wiążą się z działalnością osadniczą podskarbiego litewskiego, dzierżawcy leśnictw nowodworskiego i perstuńskiego, Piotra Wiesiołowskiego (zm. 1621 r.). Dnia 4 stycznia 1595 r. w Grodnie wystawił on dokument fundacyjny dla kościoła we wsi Małaszówka (dziś Małyszówka), mocą którego uposażył tworzącą się parafię sześcioma włókami gruntu i młynem ze stawem. Cztery miesiące później, 12 kwietnia, fundację potwierdził król Zygmunt III Waza. Kolejni monarchowie pozostawali też patronami dąbrowskiego kościoła, powiększając jego uposażenie (jak królowa Cecylia Renata w 1606 r., nadając 21 mórg ziemi) oraz decydując o personalnej obsadzie probostwa.
Historykom do dziś nie udało się ustalić jednoznacznie okoliczności powstania Dąbrowy i rozpoczęcia funkcjonowania w niej kościoła parafialnego. Już w XVII w. odwiedzający parafię wizytatorzy mieli problem z precyzyjnym opisaniem początków kościoła i pierwotnej lokalizacji świątyni. Istnieją dwie hipotezy wyjaśniające fakt fundacji w Małyszówce i funkcjonowania parafii w Dąbrowie. Przypuszczalnie kościół mógł zostać zbudowany w wymienianej w nadaniu z 1560 r. wsi Dubrowa, którą w czasie pomiary włócznej włączono w skład tzw. długiej wsi. Możliwe też, że miejscowość o tej nazwie nie istniała w momencie fundacji Wiesiołowskiego w 1595 r., kościół parafialny zbudowano na gruntach należących do wsi Małyszówka, zaś powstałe na ich terenie gospodarstwo plebańskie z czasem zyskało nazwę Dąbrowa (np. od rosnących w pobliżu dębów).
Już w 1650 r. przy dąbrowskim kościele odbywały się targi. Przywilej króla Augusta II Sasa z 1713 r. przeniósł je poza obręb gospodarstwa plebańskiego. Były one zaczątkiem późniejszego miasta Dąbrowa, uformowanego ostatecznie przez Antoniego Tyzenhauza. Z wizytacji sporządzonych w 2. poł. XVII w. wiadomo, że drewniany kościół w Dąbrowie był "wspaniałej budowy, dobrze utrzymany". Wewnątrz mieściły się cztery ołtarze, w tym główny z przedstawieniem Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny. Około 1662 r. proboszcz, ks. Stanisław Wizniński zbudował w kościele nową kaplicę dla bractwa różańcowego. Hojną opieką otaczał świątynię także kolejny proboszcz, ks. Jan Wojsznarowicz. W 1674 r. podczas wizytacji biskupa Mikołaja Słupskiego świątynia została konsekrowana pod tytułem Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny, Świętych Aniołów Stróżów i św. Joachima. Kościół ten spłonął wraz z zabudowaniami parafialnymi w 1709 r. Kolejną, drewnianą świątynię udało się dokończyć dopiero w 1728 r. Dodatkową troską proboszczowie dąbrowscy musieli też otaczać znajdującą się na terenie parafii XVII-wieczną kaplicę w Kamiennej Starej.
W 1866 r. parafia dąbrowska powiększyła się o wiernych ze zlikwidowanej parafii w Różanymstoku. Kościół w Dąbrowie stał się zbyt mały, był także w coraz gorszym stanie technicznym. Inżynier Wacław Chrościcki wykonał projekt nowego kościoła, jednak dopiero na początku 1897 r. ówczesny proboszcz dąbrowski, ks. Józef Fordon, uzyskał zezwolenie władz na przeprowadzenie inwestycji. Budynek w stanie surowym został ukończony w 1902 r. Wzniesiono go z żółtej cegły jako dwuwieżową, trójnawową halę w stylu neoromańskim, założoną na planie krzyża łacińskiego. Dnia 21 kwietnia tego roku dziekan sokólski, ks. Anzelm Noniewicz w przyśpieszonym trybie poświęcił kościół. Parafianie obawiali się, że władze carskie skonfiskują świątynię i zamienią na cerkiew, a stary kościół pozostawią katolikom.
Nocą z 4 na 5 maja 1897 r. parafianie rozebrali drewnianą świątynię
W miejscu ołtarza głównego w 1905 r. ufundowano neogotycką kapliczkę. Nowy kościół konsekrował 4 września 1905 r. bp Edward Ropp w czasie wizytacji parafii. W 1920 r. bp Jerzy Matulewicz utworzył nowy dekanat z siedzibą w Dąbrowie Białostockiej, w którego skład oprócz omawianej parafii weszły: Różanystok, Nowy Dwór, Suchowola, Sidra i Zalesie. W okresie międzywojennym ks. Witold Kuźmicki zbudował dwa nowe ołtarze w kościele parafialnym (przy filarach). Świątynia przetrwała II wojnę światową. W pożarze, który pochłonął całe miasteczko, spłonęły plebania i jej zabudowania gospodarcze. Dnia 13 lipca 1944 r. w grupie ponad 50 osób Niemcy rozstrzelali też proboszcza i dziekana dąbrowskiego, ks. W. Kuźmickiego. Po zakończeniu działań wojennych rozpoczęła się odbudowa. W 1945 r. terytorium parafii uszczupliło powstanie samodzielnego rektoratu w Grodzisku, a w 1980 r. - erygowanie parafii w Zwierzyńcu Wielkim.
Kolejni proboszczowie, ks. Bronisław Kostro, ks. Henryk Hołubowski, ks Wacław Lewkowicz, aktualnie ks. Andrzej Horaczy odnawiali wnętrze świątyni.