Pastatyta 1757 m., seniausia medinė bažnyčia Lietuvoje.

Palūšėje 1747–1757 m. pastatyta dabartinė medinė bažnyčia. Ją fundavo kunigas Juozas Baziliauskas (J. Stockis-Bazilevskis) nuosavoje, iš tėvų paveldėtoje žemėje. Pasakojama, kad statybai tebuvo naudotas tik kirvis. 1771 m. bažnyčiai priklausė 3 kaimai ir 2 užežiai (1832 m. turėjo tik Pagavės kaimą). 1782 m. minima parapinė mokykla.

1815–1830 m. bažnyčia atnaujinta, 1841 m. apkalta lentomis. 1886–1894 m. išdažytas vidus, pastatytas didysis altorius. XIX a. vargonininkavo Kipro ir Miko Petrauskų tėvas Jonas Petrauskas. Palūšėje 1911–1939 m. klebonavo Petras Prunskis (1871–1942 m.). Jis 1913 m. įkūrė „Ryto“ draugijos skyrių, kuriam valdžia 1914 m. neleido įsteigti bibliotekos – skaityklos. Pastatytus 1929 m. „Ryto“ draugijos skyriaus namus Lenkijos valdžia 1938 m. nusavino. P. Prunskis 1937 m. nuteistas 2 savaites kalėti (atsisakė lenkinti lietuviškas pavardes), 1941 m. ištremtas. Mirė Altajaus krašte.

Bažnyčia buvo pavaizduota ir ant vieno lito banknoto.