Kostel stojí v nadmořské výšce přibližně 590 metrů v Bohumilicích, kde tvoří jádro rozsáhlého chráněného areálu. K němu patří zvonice z roku 1862, márnice, romanticky historizující rodinná hrobka rodu Holoubků, kovaný kříž z roku 1767 a hřbitov lemovaný ohradní zdí se třemi vstupy. Okolí kostela charakterizuje mimořádný soubor kamenných znakových a figurálních náhrobků pocházejících z 16. až 19. století, který vypovídá o kulturně historickém rozvoji místní farní obce.

Původní gotický či románsko-gotický kostel byl předpokládaně vystavěn mezi lety 1240 a 1250, přestože první písemná zmínka pochází až z roku 1379. Tehdy se kostel zmocnil královský dvůr; listiny však již z roku 1352 dokládají, že k Bohumilicím byla přifařena osada Vimperk. Patrocinium kostela prošlo vývojem od původního zasvěcení svatému Martinovi přes období, kdy byl věnován sv. Martinovi a Nejsvětější Trojici, až k finální podobě zasvěcení Trojici a později také svaté Barboře – postupně převážilo zasvěcení Trojici. Prvními patrony byli páni z Janovic a Vimperka, v pozdějších dobách se patronátem střídali páni ze Skalice, z Rožmberka, z Hradce a rod Holoubků.

Kolem roku 1435 došlo k první velkoleté přestavbě, okolo roku 1600 byla rozšířena kostelní loď. Po zkušenosti třicetileté války a požáru v roce 1657 se stal stav stavby kritický. Roku 1663 byla provedena významná rekonstrukce za hrozby zřícení – překvapivě spíše renesanční než barokní povahy. Vznikl prostorný presbytář, zvýšil se strop lodi, zvětšily se okna a kostel získal dvě věže. Tímto zabezpečením se stal ústředím místního náboženského života: v roce 1665 mu papež Alexander VII. udělil právo udílet plnomocné odpustky při uctívání Nejsvětější Trojice, což přivábilo procesí z okolních obcí.

Únor roku 1815 přinesl pohromu. Velký požár, podporován silným větrem, zachvátil Bohumilice – z kostela zůstala pouze část severní zdi se starým portálem z druhé poloviny 13. století. Obě věže vyhořely, zvony se žárem roztavily. Obnova v letech 1817–1818 přinesla tři nové zvony a částečně novou stavbu. V letech 1861–1862 následovala další přestavba v pseudorománském stylu se schody na kruchtu, novou věžičkou se jehlancovou střechou a výraznou úpravou západního průčelí. Fasáda získala vodorovné pásování, dvě malé věžičky v nárožích, kruhové okno nad vchodem a obloučkový vlys kolem štítu. Nová novorománská zvonice byla postavena samostatně se třemi zvony.

V dalších desetiletích se péče o kostel pokračovala: v roce 1877 byl pro něj zakoupen lustr z harrachovských skláren za 175 zlatých. Roku 1966 položili farníci pod vedením P. Jana Krejsy novou dlažbu a lavice. Počátkem 21. století za působení P. Jana Janouška prošel celý kostel rozsáhlou rekonstrukcí – původní střecha byla napadena dřevomorkou domácí a v roce 2006 byla nahrazena novou.

Dnes představuje kostel Nejsvětější Trojice v Bohumilicích značný historický dokument ve kamenných prvních – nejen stavbou samostatnou, ale zejména jako součást areálu s bohatou nábožskou tradicí a místní pamětí zapsanou do náhrobků. Návštěvník zde najde vrstvené dějiny jedné farní obce táhnoucí se přes více než šest století.