1902年6月1日，来自日本的建筑历史学者伊东忠太踏上了山西之旅。两年前发生的八国联军侵华事件后，包括日本在内的八国联军分区占领了北京城，东京帝国大学建筑系借此机会开启了考察北京古建筑的计划。
在北京考察期间，伊东忠太意识到要认清日本建筑史就必须要了解和研究对日本建筑有深远影响的中国建筑，于是其开始有计划地考察中国建筑。半个月后，伊东忠太来到了大同，在大同府城内发现了一座大寺，这就是大华严寺。伊东忠太在《北清建筑调查报告》中，向学界介绍了华严寺的时代、结构及规模，这座沉寂了800余年的古寺就此被发现。
大华严寺位于今日山西大同的古城西门内，是中国现存年代较早、保存最完整的辽金寺庙建筑群之一。寺内的辽金木构、彩塑、藏经阁等，都代表了该时期的建筑艺术顶峰。
大同古城建城历史悠久，约在公元前300年的战国时期，赵武灵王开辟此地，使其成为赵国边陲要地。西汉始置平城县，北魏天兴元年道武帝迁都平城，大规模营造宫殿并增筑城垣。辽初沿用唐云州城，升大同军节度为西京后进行扩建，形成呈凸字形的西京大同城。明洪武五年，大将军徐达在唐、辽、金等旧土城基础上增筑新城，平面略呈方形，设四门，门外有瓮城，还建有北小城、东小城和南小城。
2008年，明星市长耿彦波调任大同市长期间，以复兴历史文化名城为目标，推动大同古城建设，大举拆迁重建，对大同古城墙实施保护性修复。2009年的十大文保工程集中推进华严寺、善化寺、文庙、清真寺、代王府复建，同步恢复古城街道古风名称。
在修复华严寺时，耿彦波还撰写了《重修华严寺记》，《重修华严寺记》石碑立于华严寺中，碑文和书写都出自耿彦波的手笔。
大华严寺始建于辽重熙七年（公元1038年），金代重建，明代分为上、下两寺，占地面积66000平方米。上华严寺以大雄宝殿为中心，布局严整；下华严寺以薄伽教藏殿为中心，有辽代塑像、石经幢等。2008年大修后恢复辽金格局并合并。
下华严寺的正殿（薄伽教藏殿）内四椽栿底有题字：推诚竭节功臣，大同军节度，云、弘、德等州观察处置等使，荣禄大夫，检讨太尉，同政事门下平章事，使持节云州诸军事，行云州刺史，上柱国，弘农郡开国公，食邑四千户，食实封四百户杨又玄，说了始建者的身份，维重熙七年岁次戊寅九月甲午朔十五日戊申午时建，则说了建造时间。重熙为辽兴宗耶律宗真的年号，重熙七年即为公元1038年。
大同本为中原之城。五代时期，后唐河东节度使石敬瑭认辽太宗耶律德光为父，借契丹军队灭后唐，建立后晋，将“燕云十六州”割让给契丹，自称儿皇帝。大同由此纳入契丹版图。六百年后，明太祖驱逐蒙元，再复中华，方收回十六州之地。
辽代崇尚佛教，其统治者认佛教能够为国家提供了精神支持，护国安民。1038年，在大同军节度使杨又玄的支持下，以薄伽教藏殿为中心的佛寺已初具规模。七年后，辽兴宗下令，将大同府升为西京。大同府与皇都上京临潢府（今内蒙古赤峰巴林左旗）、南京析津府（今北京）、东京辽阳府（今辽宁辽阳）、中京大定府（今内蒙古赤峰宁城县）一起构成了辽之五京。
辽代有在佛教寺庙供奉帝王御容的传统，西京作为陪都自然要有供奉御容的寺庙。据《辽史》记载，道宗清宁八年（1062年），建华严寺，奉安诸帝石像、铜像。华严寺之名源于《华严经》，寺名也与皇家有关，道宗皇帝对华严学有相当深的造诣，曾亲自撰写《御制华严经赞》，颁行全国。
与传统寺院的朝向不同，大华严寺为坐西朝东。契丹族有拜日习俗，故尚左并以东为贵，华严寺的朝向即是此民族习俗之体现。
辽末保大二年，金兵攻入大同，华严寺除薄伽教藏殿等少数建筑外，其余大多毁于战乱。金大定二年(1162年)所刻的“大金国西京大华严寺重修薄伽藏教记”碑文中记载："天兵一鼓，都城四陷，殿阁楼观，俄而灰之。唯斋堂、厨库、宝塔、经藏、洎守司徒大师影堂存焉。"直到金天眷三年(1140年)，才由通悟大师等人，按照辽代的布局基础，重建了九间殿和七间殿。九间殿就是今日上华严寺之大雄宝殿。
大雄宝殿是在辽代大殿的台基旧址上重建的，是现存辽金时期最大的佛殿之一，占地面积1559平方米，面阔九间，进深五间十架椽，为单檐庑殿顶，月台与石级、勾栏构成了一个“凸”字平面。房顶上有一对琉璃鸱吻，高4.5 米，是中国古建筑中最大的琉璃吻兽。屋顶南端的鸱吻，乃明代所补修，而北侧暗淡者，为金代原物。大殿外悬着两块牌匾，一为“大雄宝殿”，一为“调御丈夫”。“调御丈夫”是佛的十号之一，意谓佛能教化引导一切可度者前往涅槃正道。殿内采用减柱法，减少内柱12根，扩大了前部空间。
下寺核心为薄伽教藏殿。殿名“薄伽”是梵语“bhagavat”的音译，意为世尊，即佛陀。“教藏”何解？在辽道宗在位期间，完成了自兴宗时即开雕的大型佛教典籍《契丹藏》的刻印。大华严寺在道宗朝以皇家寺院之尊，也收藏有《契丹藏》。藏经之所，就是薄伽教藏殿。这座辽代皇家佛教图书馆内，供奉了30余尊辽塑。其中最多的是菩萨：坐姿菩萨4尊，立姿菩萨10尊。殿内依墙排列重楼式小木作藏经阁38间及“天宫楼阁”五间，被梁思成先生誉为“海内孤品”。
殿内最著名的辽塑，是一尊合掌露齿菩萨。在古代笑不露齿、衣不露体、行不露足的封建礼制下，这尊菩萨像却赤脚露背地站于莲台上，好像是领悟了中央佛祖讲经说法之意，会心一笑，露出了洁白的牙齿。菩萨身体微微前倾，双手合十立于胸前，重心落于右脚之上，体现出了一种曲线之美，被郑振铎先生赞誉为“东方维纳斯”。
寺内的华严宝塔位于下华严寺，面阔进深皆为3间，塔身明三暗二共五层，高 43.5 米，是2008年新建的木塔，也是继应县木塔后全国第二大纯木榫卯结构的方形木塔，宝塔下部是由100吨纯铜打造的全国规模最大的铜质地宫，塔心室供奉元代高僧慧明法师的舍利。地宫供奉大小佛像1000余尊，金碧辉煌，全国唯一，因而又被称为“千佛地宫”。
金末至元朝，慧明大师和了然禅师分别对大华严寺进行修复与重建。明清时期，华严寺也历经多次修葺，清乾隆五十九年大殿完工。清末因战乱，寺院破败不堪。中华人民共和国成立后，1961年即被列为第一批全国重点文物保护单位，现为国家4A级旅游景区。
华严寺山门
薄伽教藏殿为藏经之所，这座辽代皇家佛教图书馆内，供奉了30余尊辽塑。
