Lietuvos maršalka ir Trakų vaivada, Alytaus dvaro savininkas Jonas Zaberezinskis iki 1520 m. pastatydino bažnyčią. 1524 m. įkurta parapija. Kurį laiką bažnyčią lankė abiejų miesto dalių katalikai. Pagal fundacijos aktą bažnyčios vikaras privalėjo mokėti lietuvių kalbą. 1658 m. bažnyčia atstatyta. 1763 m. pastatyta nauja medinė bažnyčia. 1773 m. įsteigta parapinė mokykla. 1810 m. bažnyčia, mieste kilus gaisrui, sudegė.
1818–1820 m. klebonas Liudvikas Kaminskas su parapijiečiais pastatė dabartinę bažnyčią. Iki 1842 m. klebonijai priklausė Skraičionių kaimas. 1910 m. paskirtas klebonas Konstantinas Paulavičius 1930 m. bažnyčią išplėtė ir suremontavo. Buvo pristatytas bokštelis, šventoriaus tvora sumūryta iš akmenų.
Alytaus Šv. Liudviko bažnyčios istorija – tai gyvas tikėjimo liudijimas per amžius. Nuo pat pirmosios, dar 1520 m. pastatytos bažnyčios, iki dabartinės, atstatytos po gaisro 1820 m., joje skambėjo maldos ir šlovinimo giesmės. Fundacijos akto reikalavimas, kad vikaras mokėtų lietuvių kalbą, byloja apie siekį skleisti tikėjimą artimu ir suprantamu žmonėms būdu, atspindintį vietinę kultūrą ir kalbą. Bažnyčios statyba ir atstatymas po gaisrų bei karų simbolizuoja neblėstantį tikėjimą ir parapijiečių atsidavimą. Kaip rašė Augustinas: „Mylėk Dievą ir daryk, ką nori“, Alytaus parapijiečiai savo darbu ir aukomis liudijo meilę Dievui. 1773 m. įkurta parapinė mokykla rodo bažnyčios svarbą ne tik kaip maldos namų, bet ir kaip švietimo židinio. Klebono Liudviko Kaminsko pastangos atstatant bažnyčią po 1810 m. gaisro yra puikus pavyzdys dvasinio vadovo atsidavimo savo bendruomenei. Šv. Liudviko, kuriam skirta bažnyčia, gyvenimas ir veikla yra tikėjimo ir meilės pavyzdys, įkvepiantis ir šiandien. Bažnyčia, kaip ir kiekviena maldos vieta, yra ne tik pastatas, bet ir gyva bendruomenė, kurioje stiprinamas tikėjimas ir puoselėjama viltis. Šios bažnyčios istorija primena, kad tikėjimas yra tvirta uola, atlaikanti visus gyvenimo išbandymus. Alytaus Šv. Liudviko bažnyčia – tai ne tik architektūros paminklas, bet ir gyvas liudijimas apie Dievo meilę ir žmonių tikėjimą.