L'église Sainte-Luce fut érigée au VIème siècle. Il s'agissait alors d'une église primitive faite de bois, qui en l'an Mil, grâce au nouvel impôt, la dîme, versé au clergé, sera entièrement reconstruite cette fois en pierre.
Cet édifice a été remplacé au XIIème siècle par l'église actuelle, dédiée à sainte Luce. De plan allongé, elle comprend deux vaisseaux, celui du sud correspondant à la nef de l'église primitive. Il est prolongé d'une travée droite qui porte le clocher en charpente. Du XIIème siècle sont conservés la base du mur sud de la nef et une partie des murs du chœur.
Au XVème siècle, on ajouta au nord un collatéral divisé en deux chapelles orientées perpendiculairement au premier vaisseau et communicant avec celui-ci par deux grandes arcades en plein cintre. Le chœur, de plan carré et à chevet plat, possède une voûte refaite au XVème siècle.
La baie d'axe date du XVIème siècle. Une chapelle dédiée à la Vierge fut fondée le 3 août 1500 par Jean le Sage. L'église a été restaurée en 1707 et en 1760. En 1810, la charpente et les murs du chœur ainsi que la flèche ont été détruits par un ouragan; la flèche n'a jamais été reconstruite. L'autel principal était adossé à un mur derrière lequel avait été aménagée une sacristie; ce mur fut détruit vers 1834 et l'autel avancé dans le chœur. L'église n'eut alors plus de sacristie. La même année la charpente lambrissée de la nef fut restaurée.
En 1853 la fabrique céda une partie d'un bâtiment adossé à l'église pour la doter d'une sacristie.
En 1854, destruction de l'une des portes d'entrée, à cintre surbaissé, pour la remplacer par une porte en plein cintre. La tribune est consolidée en 1855 d'après les plans de L. Guérin, architecte : rajout d'une colonne intermédiaire en chêne et de tirants en fer.
Le carrelage du vaisseau nord est refait en 1863.
Ce très rare meuble en bois à fonctions combinées abrite un confessionnal dans la partie basse et fait office de chaire à prêcher en partie haute. Il est unique en France.
Au niveau inférieur, trois portes à deux battants donnent accès à trois logettes, une pour le prêtre, deux pour les fidèles. La partie inférieure du garde-corps de la chaire est scandée de pilastres entre lesquels s'intercalent deux séries de trois glyphes lancéolés séparés par deux fleurs à quatre pétales. L'abat-son semi-circulaire est surmonté d'une fausse-coupole sommée d'un globe et d'une croix.
L'accès à la chaire s'effectue par l'escalier rejeté latéralement. On ne connaît pas la date de fabrication de ce meuble, sinon qu'elle est postérieure à 1834, année où l'on a restauré une chaire et un confessionnal qui étaient alors distincts.
Saint Léon le Grand, pape et docteur de l’Église, est figuré debout à gauche, tenant la croix dans la main gauche et un livre ouvert dans la main droite. Le visage barbu est peint en grisaille et se détache sur le fond blanc de l'auréole. Il porte la tiare papale à trois rangs. Saint Martin auréolé est représenté âgé, ouvrant les bras en signe de bénédiction. Les deux personnages se détachent sur le fond cramoisi d'une niche architecturée surmontée d'un entablement à candélabres inspiré de la Renaissance.
Chaque personnage est figuré dans une lancette ; saint Vincent à gauche tient une grappe de raisin dans la main gauche et la palme du martyr dans la main droite ; sainte Lucie tient un poignard, instrument de son supplice, dans la main droite et la palme du martyr dans la main gauche ; saint Éloi, évêque, tient la crosse de la main gauche et un marteau de la main droite. Les fonds architecturés sont traités de manière analogue à ceux de la baie représentant saint Léon et saint Martin. Le jour de réseau est meublé d'un oculus central orné d'une représentation de Dieu le Père auréolé tenant le globe dans la main gauche et bénissant de la main droite ; les jours latéraux sont peuplés de têtes d'angelots.
Le Christ Bon Pasteur est figuré dans une niche architecturée à arc en mitre, surmontée d'une représentation de la Jérusalem céleste. Le visage, les mains et les pieds sont traités en grisaille, de même que l'agneau.
Toile figurant la Présentation de Marie au Temple, réalisée au cours du XIXème siècle et dont l'auteur est inconnu. La scène est tirée d'une gravure d'Adriaen Collaert d'après un tableau de Jan Van der Straet dit Giovanni Stradano.
Bien qu'il ne soit pas mentionné dans la base Arcade, ce tableau est un envoi de L’État à la commune de Luzillé, comme l'indique l'inscription figurant en bas à gauche de la toile.
L'inscription "Donné à l'église de Luzillé" est portée sur la toile, en bas à gauche, en lettres capitales blanches. Elle est en partie masquée par le cadre. Absence de date.