Nachdem der Vorgängerbau 1529 durch Feuer zerstört und 1544 abgetragen worden war, wurde unter Hans Wilhelm von Losenstein vermutlich um 1570 damit begonnen, einen Kirchenneubau zu errichten – 1588 konnte das Bauprojekt abgeschlossen werden. Bei der dem hl. Lorenz geweihten Pfarrkirche, am südlichen Rand des Marktes gelegen, handelt es sich um eine der wenigen protestantischen adeligen Patronatskirchen des 16. Jahrhunderts, die in Österreich errichtet wurden und sich erhalten haben.
Der Sakralbau weist eine einheitliche Gliederung mit Lisenen und Rundbogenfenstern auf. Das Langhaus ist vierjochig, der Chor ist zweijochig. Kirchturm und Westfassade der Pfarrkirche Loosdorf stammen aus den Jahren 1730-1734 und sind Werke des St. Pöltner Baumeisters Josef Wissgrill, eines Schülers Jakob Prandtauers. Die ursprüngliche Ausstattung der Pfarrkirche hat sich mit Ausnahme der Grabtumba Hans Wilhelms von Losenstein nicht erhalten. Die Tumba befindet sich seit 1974 auf der Schallaburg. Es wird vermutet, dass der Hochaltar von Antonio Beduzzi geschaffen wurde, zudem sind in der Kirche zwei Gemälde Paul Trogers vorhanden.