La chiesa, con orientamento est-ovest, è situata nel nucleo storico della frazione di Pagnano ed è raggiungibile dalla via principale che conduce alla frazione stessa. La semplice facciata intonacata si sviluppa con un portale ligneo con cornice in pietra e timpano spezzato superiore e due piccole aperture quadrangolari poste ai lati dello stesso, sempre con cornice in pietra. Sopra il portale è presente un’apertura quadrangolare con una vetrata raffigurante la scena di San Luigi Gonzaga che riceve la Prima Comunione da San Carlo Borromeo. Concludono la facciata le due falde della copertura. I prospetti e l’abside si presentano intonacati ed in corrispondenza del prospetto sud è visibile l’antico pozzo, poi trasformato in fontana, da cui si attingeva l’acqua dalla sorgente, ora non più funzionante. L’interno con unica aula, è suddiviso in due campate da lesene, con volta a botte superiore decorata ad affresco. Ai lati dell’arco trionfale sono presenti le statue di Sant’Antonio e San Giuseppe. Il presbiterio, delimitato dall’arco trionfale e da balaustre con cancelletto in ferro battuto, presenta un altare ligneo che conserva l’ancona con la raffigurazione della Madonna Immacolata con lo stemma del donatore, Andrea Pagnano Governatore del Forte di Fuentes di Colico, con le iniziali A.P. visibile nella parte inferiore, mentre sullo sfondo è la rappresentazione del forte di Fuentes. Il presbiterio si conclude con l’abside semicircolare.
1631 – La chiesa fu costruita a seguito di un lascito testamentario di Aurelio della Longa, morto senza eredi nel 1631. Il Comune di Pagnano, ottenuto il regio placito di Filippo IV, vendette i beni del donatore e nel 1642 iniziarono i lavori di costruzione della chiesa e dell’annessa sacrestia. Successivamente il capitano Andrea Pagnano di Asso, che fu Governatore del forte di Fuentes, nel 1650 donò la pala d’altare con la raffigurazione della Beata Vergine Immacolata. Nella parte inferiore dell’ancona è dipinto lo stemma del donatore, con le iniziali A.P. e sullo sfondo è la rappresentazione del forte di Fuentes. La costruzione della chiesa venne ultimata nel 1682, come documentato dala scritta presente in corrispondenza del prospetto sud.
1726 – Nel 1726 il domenicano Padre Giacinto Longa di Pagnano donò alla chiesa alcune reliquie.
1898 – Nel 1898, all’epoca della prima visita pastorale dell’arcivescovo Andrea Carlo Ferrari nella pieve di Asso, nella relazione della visita viene citato l’oratorio di Santa Maria Immacolata di Pagnano.
1965 – Nel 1965 vennero eseguiti alcuni interventi di restauro ed in particolare vennero restaurate le statue di Sant’Antonio e San Giuseppe, poste ai lati dell’arco trionfale, ad opera di Elsa Bovera.
Nel 1975 è stato eseguito un intervento di restauro dell’altare ligneo, oltre al risanamento degli interni della chiesa.
Nel 1978 sono stati eseguiti interventi di risanamento degli interni, oltre all’adeguamento liturgico della zona presbiterale con la formazione della mensa in legno.