Строение деревянное, трехдольное (трехсрубное), смонтировано на каменном фундаменте. Все срубы имеют прямоугольную форму. Хоры храма имеют естественное дневное освещение за счет высоко расположенных окон. Снаружи церковь обшита досками с нащельниками, которые закреплены перпендикулярно земле. Внутри храма сделаны арочные проемы. В XIX столетии к церкви пристроена колокольня, тоже деревянная. Церковь Святого Луки в Усычах является типичным образцом волынской архитектурной школы. Икона Рождества Христова, долгое время бывшая главной святыней храма, ныне хранится в Музее волынской иконы. Интересная особенность иконы в том, что она имеет нетипичную для образов овальную форму.