Pierwszy kościół drewniany powstał w 1408 r. z inicjatywy właścicieli wsi Łukowa – Klemensa Niemszy – kasztelana czechowskiego i jego żony Małgorzaty. W okresie reformacji, w 1551 r. kościół zmieniony został na zbór protestancki, którego rekatolizacji dokonano dopiero w drugiej lub trzeciej dekadzie XVII wieku. W XVIII wieku klucz łukowski przeszedł na rodzinę Szaniawskich. Jeden z jej przedstawicieli – Jozafat, starosta chęciński – ożenił się z Anną z Ossolińskich, córką podskarbiego koronnego Franciszka, która w 1753 r. ufundowała nowy drewniany kościółek p.w. Pocieszenia Matki Boskiej, w miejsce dawnego, zdewastowanego. Z czasem zaczął popadać w ruinę, podjęto więc decyzję o budowie nowej, murowanej świątyni, którą ukończono w 1901 r. W 1902 kościół został konsekrowany pw. Przemienienia Pańskiego. Zbudowany jest on na planie krzyża, z przyległą doń kaplicą Bierzyńskich. Konsekrował go ponownie w 1958 r. bp Jan Jaroszewicz.
W ołtarzu głównym znajduje się obraz Matki Boskiej z Dzieciątkiem z XVII w., namalowany na wzór Santa Maria Maggiore, ubrany w sukienkę z 1638 r. Pochodzi on ze starego kościoła, podobnie jak dwa boczne ołtarze i zabytkowa chrzcielnica. Polichromię w latach 1971-1973 namalował Piotr Wróblewski, wprowadzając oryginalną symbolikę, szczególnie w stacjach Drogi Krzyżowej.
Kościół poddawany był wielu pracom remontowym. W 2013 roku zakończyły się prace przy wymianie dachu, zaś w 2023 roku świątynia zyskała nowy parking Oprócz 40 miejsc parkingowych znalazła się tam również wiata turystyczna oraz tablica informacyjna. Posadzono również nową zieleń. Obecnie trwają prace związane z renowacją dwóch zabytkowych ołtarzy.
