La iglesia de Luchon, dedicada a Notre Dame de l’Assomption, se construyó durante el Segundo Imperio bajo la dirección del arquitecto Loupot, y se terminó en 1857.
De inspiración arquitectónica variada, la planta es de estilo gótico meridional, mientras que las fachadas son de estilo románico-lombardo, en el espíritu de las iglesias de los valles de Luchon.
A petición del alcalde Charles Tron, la antigua iglesia del siglo XII fue derribada en 1850 porque se había quedado pequeña para acoger a la multitud de balnearios y turistas que acudían a Luchon. La nueva iglesia tiene capacidad para unos 600 fieles. Sin embargo, aún quedan vestigios de la antigua iglesia, el principal de los cuales es la portada gótica del lado norte. Este portal de mármol blanco de Saint-Béat, declarado monumento histórico, está decorado con conchas de vieira en los dos entablamentos laterales, lo que nos recuerda que estamos en el camino de Santiago de Compostela.
En 1977 se descubrieron restos galorromanos y un cementerio. A los pies de la iglesia se exponen varios sarcófagos.
En el lado norte de la iglesia, una pequeña plaza con el presbiterio al fondo conserva un aire muy pueblerino. La piedra caliza de la que está hecha la iglesia tiene la particularidad de ser azulada, veteada de blanco. El campanario tiene 4 campanas: la primera data de 1596 y está catalogada desde 1942, otras 2 campanas datan de 1832 y la última fue fundida en 1923.
En el interior de la iglesia, los frescos son obra del pintor Romain Cazes, discípulo de Ingres. Al principio de su carrera, Romain Cazes ofreció al párroco de Montauban de Luchon 2 dibujos impregnados de un profundo sentimiento religioso. Unos años más tarde, mientras el pintor estaba convaleciente en Luchon, el abad, que no había olvidado el talento de su joven amigo, le pidió que decorara con pinturas y frescos la iglesia de Saint-Mamet, que estaba siendo reconstruida. En vista de la calidad de este trabajo, Romain Cazes recibió el encargo de realizar los frescos de la iglesia de Luchon y, a continuación, los de las Termas. Tras 4 años de trabajo, de 1852 a 1856, estos frescos forman 3 grandes composiciones: la Coronación de María, las Letanías de la Santísima Virgen y la Divina Liturgia. El proyecto de decoración del arquitecto Loupot consistía en hacer de esta iglesia balneario una referencia sagrada de los beneficios del agua. Para ilustrar la obra de Cazes, se utilizaron como modelos los propios habitantes de Luchon.
El órgano monumental del interior de la iglesia está decorado con ángeles músicos y se dice que procede de una iglesia inglesa.
