L’église Saint-Denis, à clocher-porche, a été bâtie dans le style néo-classique d'après des plans de l'architecte Roch fils de 1824 à 1826 à l'emplacement de l'ancienne église romane. Ses chapelles abritent deux œuvres remarquables : un retable en pierre de 1528 (classé MH dès 1903) représentant le Christ et les Apôtres et une Vierge à l’Enfant bourguignonne (inscrite MH en 1979) de la fin du XVe. Fonts baptismaux du Moyen Âge, Vierge à l'Enfant en bois ciré du XVIIIe siècle. Une plaque du marbrier Albert Libeau (1893-1971), chef de l'atelier de restauration des marbres du musée du Louvre, avec Pietà sculptée d'après dessin du céramiste lugnisois Jacques-Gabriel Jeandet (1873-1945), est visible dans l'avant-nef en hommage aux Lugnisois morts en 1914-1918. Dans le collatéral nord, depuis 2016 : « L'Annonce de la Parole en Mâconnais », tableau de l'artiste Michel Bouillot (1929-2007) peint à Lugny dans les années 50. Également visible dans la nef (depuis 2018) : crucifix de Saint-Damien, inspiré de la croix peinte exposée en la basilique Sainte-Claire d’Assise, lui aussi peint à Lugny par Michel Bouillot.