Az első, a penci egyházra vonatkozó ismert adatunk 1358-ből származik, mikor Pench-i Erihus (dictus) Andrást, mint nógrádi esküdtet említik. 1423-33-ban említésként szerepel az „egyház rétje" kifejezés, melyből kiderül, hogy az egyház kegyurai a Penczy család tagjai voltak. 1757-ben még romokban álló templomát említik, melyet aztán Kőrössy Samu özvegye, Kisvárdai Mária építtette újjá 1769-ben, a török hódoltság alatt elpusztult régi helyére, Krisztus Urunk színeváltozása tiszteletére. 1870-ben bővítették tovább, s alakították ki mai formáját. Az átalakítás megőrizte az eredeti félköríves szentélyzáródású, ismeretlen korú sekrestyével ellátott, torony nélküli templom alaprajzát. Egy 1934-es forrás említi, hogy a szentélyben nagyon régi olajfestmény van, amely az egyiptomi menekülést ábrázolja. Bejárata eredetileg nyugaton, a mostani szentély helyén volt. Az 1969. évi munkálatok során bontották ki az eredeti déli bejáratot, s így tudták bemutatni az enyhén csúcsíves, homokkőből faragott ajtó részletét.

A katolikus templom egy régi képeslapon és ma

Érdekességként említhetjük, hogy az egykoron Penchez tartozó Sűgyi pusztán szintén állott egy templom. A török hódoltság alatt, az 1456. évi defter említi Horvát János elhagyott majorságát, melyet a penciek művelnek. A templomos a falu a 10-11 századtól a 13-14. századig állott fenn. A váci káptalanhoz tartozó terület 19. századi térképén Puszta Templom felirattal jelzik a helyét. A hódoltság után az elnéptelenedett területre betelepített szlovákok adták neki a templomhely jelentésű Kosztolik nevet. (Ugyanígy keletkezett a Lucfalvához tartozó hasonló földrajzi név is.) 1866-ban egy feltáró ásatás során megtalálták a szenteltvíztartót és egy kulcsot is az építésre használt kövek és habarcstörmelék között. A helyi hagyomány úgy tartja, hogy a templom lépcsőit a közeli magtár küszöbeként használták fel.

A katolikus templom főoltára és egy régi feszület a templomkertben