Kościół w Wierchomli Wielkiej to dawna cerkiew greckokatolicka pw. św. Michała Archanioła. Wybudowana została przez Łemków w 1821 roku i przebudowana w 1906. Wewnątrz znajduje się ikonostas z II połowy XIX wieku o bogatej dekoracji snycerskiej w stylu barokowym. Prezbiterium zdobi pochodzący z tego samego czasu ołtarz z baldachimem i tabernakulum. Budynek w całości wykonany jest z drewna w konstrukcji zrębowej. Nawę, prezbiterium i przybudówki zakrystyjne nakrywają oddzielne dachy wielospadowe, a kruchtę dach dwuspadowy. W dachach znajdują się baniaste wieżyczki z latarniami, a przybudówki zwieńczone są niewielkimi kopułkami. W tle ołtarza znajduje się ikona Ukrzyżowanie. Nawę zdobią rokokowe ołtarze z XVIII i XIX wieku.
Cerkiew obecnie jest jedną z ciekawszych budowli związanych z kulturą łemkowską. Została przekształcona w kościół parafialny obrządku katolickiego dopiero w latach pięćdziesiątych XX wieku – po przeprowadzonej na tym terenie akcji „Wisła”. Wcześniej – w XVIII i XIX wieku, Wierchomlę zamieszkiwali głównie Łemkowie i to oni do momentu przymusowej przeprowadzki na tzw. „Ziemie Odzyskane” i do ZSRR, modlili się w drewnianej cerkwi.
Polacy zaczęli osiedlać się w Wierchomli dopiero w okresie budowy kolei Tarnów-Muszyna, trasy Piwniczna-Muszyna i początków eksploatacji złóż piaskowca na tych terenach. Miejscem modlitwy była dla nich początkowo drewniana kaplica ufundowana przez inżyniera leśnika Michała Szczurka.
Od 1951 roku, decyzją biskupa Jana Stepy w Wierchomli Wielkiej utworzona została parafia rzymskokatolicka, a XIX-wieczna cerkiew przekształcona została w kościół parafialny obrządku katolickiego(12 grudnia 1951 roku.