Oznaymuie wszystkim wobec, a osobliwie tym, którzy maią y mieć będą do tego, iż żadnemu zprzerzeczonych Rakowian wierze, w którey są różni od siebie panować nie chce (iako iest Rzeczpospolita) ani żadnemi onych potomków y podanych, także ani sprawcom swoim panować pozwalam, ale owszem każdego z nich, aż się Pan zmiłuje, y wieczność Wiary przywiedzie, przy Wierze Jego przez się i potomki swoie w pokoju zaniechać obiecuie – tymi słowy w akcie lokującym miasto Raków Jan Sienieński zezwolił na swobodę religijną czyniąc Raków jednym z największych ośrodków innowierczych w XVII wieku.
Mimo, że dużą część mieszkańców Rakowa stanowili także katolicy, kościoła w Rakowie nie było – w 1630 roku biskup krakowski Andrzej Lipski wystawił świątynię we własnej wsi – Drogowle, odległej od Rakowa o kilka kilometrów. Tam też powołano parafię.
Zmieniło się to dzięki córce Sienieńskiego – Aleksandra Wiszowata przekazała dawny zbór ariański duchowieństwu katolickiemu. Stało się po śmierci właściciela rakowskich dóbr, któremu wyrokiem z 19 kwietnia 1638 r. nakazano likwidację ośrodka ariańskiego w Rakowie i wszystkich związanych z nim instytucji. Był to efekt rzekomego zniszczenia granicznego krzyża przez uczniów rakowskiej Akademii.
W miejsce zboru w latach 1640-1645 wzniesiono obecną, okazałą świątynię z fundacji biskupa krakowskiego Jakuba Zadzika. W 1646 r. kolejny biskup Piotr Gembicki erygował przy kościele parafię, przeniesioną z Drogowli i nadano jej wezwanie Trójcy św. To pokazało jednoznaczny stosunek społeczności do arian – wcześniejszych użytkowników tego terenu, którzy nie uznawali tego dogmatu wiary. Kościół konsekrowano dopiero w 1650 roku.
W 1646 r. sekretarz królewski Jakub Promnicki ofiarował do świątyni obraz Matki Bożej z Dzieciątkiem, który w 1670 r. uznany został za łaskami słynący. Podczas Potopu Szwedzkiego, w 1657 r., kościół został ograbiony przez wojska siedmiogrodzkie, najeźdźcy pozostawili na twarzy Chrystusa i Marii rany cięte.
We wrześniu 2088 roku kościół w Rakowie został ustanowiony Sanktuarium Matki Bożej Cudownej Przemiany.
Wnętrze trójnawowej bazyliki stanowi jednolite późnobarokowe wyposażenie: ołtarz główny z obrazem MB z Dzieciątkiem i osiem ołtarzy bocznych, ambona i chrzcielnica, a także tablice i epitafia.