Innerhalb des Grundrisses der Lutherkirche stand bis 1901 eine kleinere Dorfkirche. Als sich Bad Harzburg Ende des 19. Jahrhunderts zu einer beliebten Kurstadt entwickelte, wurde ab 1901 eine größere Kirche im neugotischen Stil erbaut. Am 1. Advent 1903 wurde sie eingeweiht.
Der Kirchturm ist 56 Meter hoch. In ihm hängen die historische Glocke von 1674 und die beiden 2010 und 2011 neu gegossenen Glocken. An der Westempore steht die große Sauerorgel. Sie wurde 1903 als Geschenk der Familie König gebaut. Nach verschiedenen Veränderungen erhielt das Instrument 2001 seine originale Klanggestalt zurück und wurde erweitert durch die Orgelbaufirma Scheffler. Die Orgel besitzt 40 Register und drei Manuale.
Namensgeber der Kirche über dem Hauptportal
Die Kirche bietet 800 Personen Platz im Haupt- und Seitenschiff sowie auf einer Empore. Im Jahr 2012 wurde die Heizung erneuert, um für die vielen Veranstaltungen ein angenehmes Raumklima zu schaffen. Die Lutherkirche ist täglich von 9 bis 18 Uhr geöffnet.
Das Kirchenschiff war ursprünglich komplett ausgemalt worden durch den Braunschweiger Hofdekorations- und Kirchenmaler Adolf Quensen (1851-1911). Gegenwärtig ist vollständig sichtbar der Triumphbogen zwischen Kirchenschiff und Altarraum. Aktuell werden weitere Malereien freigelegt.
1945 zerstörte eine Druckwelle die drei Fenster im Chorraum. Fenster mit neu gestalteten Motiven (Taufe und Abendmahl, Christusmonogramm) wurden in den 1950er Jahren eingesetzt. Die Außenfassade des Gebäudes besteht aus Blankenburger Sandstein. Taufstein, Kanzel und Altar fertigte der braunschweigische Hofbildhauer Wilhelm Sagebiel (1855–1940). Er schuf auch das Relief über dem Hauptportal, das den Namensgeber der Kirche zeigt: "Luther, zum Volke predigend".