Το χτίσιμο του ιερού Ναού Κοιμήσεως Θεοτόκου δεν μπορεί επακριβώς να καθοριστεί χρονικά. Η ιστορία ανατρέχει 330 χρόνια πριν όταν ο συνοικισμός έλαβε το όνομα Παναγία. Προφανώς το όνομα προέρχεται από τον ιερό Ναό του χωριού. Μαρτυρείται ότι η Παναγία είναι το παλαιό βυζαντινό Αναστάσιον ή Αναστάσιοι. Αυτήν την πληροφορία την αναφέρει ο συγγραφέας και ιστορικός Πέτρος Αξιώτης, ο οποίος μας λέγει ότι ο παλαιότερος συνοικισμός ήταν κτισμένος στην πλαγιά του λόφου και ονομαζόταν Αναστάσιον.

​

Η Εκκλησία της Παναγίας έλαβε την τελική της μορφή κατά τη δεκαετία 1821-1831, όπως μαρτυρεί η εντοιχισμένη πλάκα στο προαύλιο. Στις αρχές του 19ου αιώνα, υπήρξε ανάγκη επέκτασης του ιερού ναού λόγω της αύξησης του πληθυσμού, που οφειλόταν στη μετοίκηση των κατοίκων του Λιμένος (Σκάλας Παναγίας) εξαιτίας των ληστρικών επιδρομών των πειρατών, τόσο Ελλήνων όσο και ξένων.

​

Οι κάτοικοι της Παναγίας αποφάσισαν να ανεγείρουν έναν ιερό ναό αντάξιο του ονόματος της Υπεραγίας Θεοτόκου, στην οποία θα ήταν αφιερωμένος. Για τον σκοπό αυτό, συγκροτήθηκε ειδική επιτροπή, η οποία κατέφυγε στην Καστοριά, πόλη φημισμένη για τους τεχνίτες της, με σκοπό να φέρει στο νησί έναν αρχιμάστορα. Ο αρχιμάστορας, μαζί με την προσωπική εργασία των κατοίκων του χωριού, συνέβαλε στην ταχεία αποπεράτωση αυτού του θαυμάσιου ιερού ναού.

​

Σύμφωνα με παλαιότερες μαρτυρίες ηλικιωμένων του χωριού αναφέρεται ότι η ανοικοδόμηση του ιερού Ναού έγινε και με την συμμετοχή ανδρών την εποχή εκείνη, οι οποίοι με «σακλέρια»(μικρές σακκούλες) κουβαλούσαν άμμο, πέτρες και άλλα υλικά από την ακρόπολη, την αρχαία πόλη του σημερινού Λιμένος. Ειδικότερα το εσωτερικό δάπεδο του ιερού Ναού στρώθηκε με μεγάλες μαρμάρινες πλάκες, τις οποίες μετέφεραν οι ζευγολάτες από την αρχαία πόλη του Λιμένος. Κάτω από το μαρμάρινο δάπεδο τοποθετήθηκαν κιούπια (πυθάρια) αδειανά για να υπάρχει καλύτερη ακουστική στο Ναό.

 

Τον Δεκαπενταύγουστο του 1831, όπως αναφέρεται στην επιγραφή που βρίσκεται στην είσοδο κάτω από το καμπαναριό, έγιναν τα εγκαίνια του ιερού Ναού, πιθανώς από τον τότε Σεβασμιώτατο Μητροπολίτη Μαρωνείας και Θάσου, κυρό Δανιήλ τον Β΄. Ωστόσο, υπάρχει η πιθανότητα τα εγκαίνια να πραγματοποιήθηκαν μετά τον Οκτώβριο του 1831, από τον Θεοφιλέστατο Επίσκοπο Τραϊανουπόλεως Άνθιμο, ο οποίος εξελέγη τον Οκτώβριο του ίδιου έτους. Εκείνη την εποχή, το νησί της Θάσου υπαγόταν διοικητικά στην ιερά Μητρόπολη Μαρωνείας.

​

Από το 1840 έως το 1874, η Παναγία υπήρξε η πρωτεύουσα του νησιού της Θάσου, και ο ιερός Ναός της Παναγίας λειτουργούσε ως το κέντρο των θρησκευτικών και κοινωνικών δραστηριοτήτων της κοινότητας. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, στον ιερό Ναό τελούνταν όλες οι επίσημες τελετές, όπως συμβαίνει στους ιερούς Μητροπολιτικούς Ναούς. Ο ιερός Ναός αποτελούσε το κέντρο της θρησκευτικής ζωής του νησιού, φιλοξενώντας εορτές, λειτουργίες και άλλες σημαντικές εκδηλώσεις.

​

Στη μακρά ιστορία του, ο ιερός Ναός υπέστη αρκετές ανακαινίσεις και βελτιώσεις για να διατηρηθεί και να εξυπηρετεί τις ανάγκες της κοινότητας. Μία από τις πιο σημαντικές ανακαινίσεις πραγματοποιήθηκε το 1962. Αυτή η ανακαίνιση κατέστη εφικτή χάρη στη γενναιόδωρη χρηματοδότηση του Σωτηρίου Απ. Έλληνα, ενός ομογενούς από τις Ηνωμένες Πολιτείες.

​

Ο Σωτήριος Απ. Έλληνας, με την αγάπη και την αφοσίωσή του προς τον τόπο καταγωγής του, προσέφερε σημαντικούς πόρους για την αποκατάσταση και τη βελτίωση του ιερού ναού. Η χρηματοδότηση αυτή κάλυψε την ανακαίνιση των εσωτερικών και εξωτερικών δομών του ναού, τη συντήρηση και την αποκατάσταση των θρησκευτικών εικόνων και των αγιογραφιών, καθώς και την αναβάθμιση των λειτουργικών χώρων.

​

Η συμβολή του Σωτηρίου Απ. Έλληνα απετέλεσε ένα σημαντικό κεφάλαιο στην ιστορία του ιερού Ναού, επιτρέποντας την αποκατάσταση της παλαιότητας και της λαμπρότητας του ναού, καθώς και τη διατήρηση της θρησκευτικής και πολιτιστικής κληρονομιάς της κοινότητας. Η ανακαίνιση του 1962 όχι μόνο διασφάλισε τη δομική ακεραιότητα του ναού αλλά και ενίσχυσε το ρόλο του ως κέντρο θρησκευτικής λατρείας και κοινωνικής ζωής για τους κατοίκους της Παναγίας και του ευρύτερου νησιού της Θάσου.