公元七世纪，即唐代贞观年间，卧佛寺始建，最初名为兜率寺。当时寺内就有檀木雕成的卧佛，但现在已不存。元、明、清各代均有修建，特别在元代用50万斤铜筑成了释迦牟尼卧佛佛像，寺名也先后改为昭孝寺、洪庆寺、寿安山寺、永安寺、十方普觉寺等。因为寺内有一尊巨大的卧佛，因而俗称“卧佛寺”，此寺名流传最广。

在卧佛寺寺前，有一条绿色的古柏长廊。其南端建有一座木构彩坊，北端筑有一座琉璃彩坊，十分壮丽。

卧佛寺主要殿堂均排列在一条南北中轴线上，分为四進院落，层层递進。中轴线两侧，则有配殿、廊庑和行宫别院等。

从山门進入，沿中轴线前行，進入的第一進院落就是山门殿。殿内塑有哼、哈二将神。哼、哈二将又称金刚力士，是佛教守护寺门的神将。据民间传说，他们一个鼻子里能哼出白气，一个口中可哈出黄气，可以驱逐妖魔、杀歼鬼怪，所以俗称哼、哈二将。

过了山门殿，映入眼帘的是天王殿。大殿正中供奉着弥勒佛坐像，其背后是韦驮立像。两侧是四大天王，亦称四大金刚，他们是分守四方天门的天神。

天王殿后是三世佛殿。殿前檐挂有乾隆御书的“双林邃境”的匾额。大殿正中供奉的是释迦、燃灯、弥勒这三世佛，他们分管人们的前、今、后三世，两侧为十八罗汉。令人奇怪的是，东南角的一尊罗汉不是出家人打扮，而是披挂铠甲，穿靴戴帽。据说这是清朝乾隆皇帝以自己的塑像占居了一尊罗汉之位，以求修成正果，立地成佛。

在三世佛殿后就是卧佛寺的主殿：卧佛殿。在卧佛殿的左前方，保存有两株古老的婆罗树，据说是建寺之初由印度移来的。据《宸垣识略》记载：“婆罗，外国之交趾木也。叶似楠，皮如玉兰，色葱白。最洁，鸟不栖，虫不生子。能下气。花苞大如拳，叶似琵琶，凡二十余叶，相沓捧苞，类桐花，一簇三十余朵，经月方谢。”当其开花时，朵朵都像座洁白的小玉塔，倒悬于枝叶之间，非常好看。

卧佛殿大殿前檐的大匾上写着“性月恒明”，殿内正面墙上的匾额上写着“得大自在”。殿内释迦牟尼的铜像身长5.3米，呈睡卧式，头西面南，左手自然平放在腿上，右手曲肱托头，体态安祥自如。在其周围三面环立的是其弟子，即十二圆觉菩萨像。这个场景表现的是释迦牟尼在婆罗树下涅磐前，向十二名弟子嘱托后事。据元史记载，这尊巨型佛像是“用工七千，冶铜五十万斤”才铸造成功，是北京现存最古老、最大、最精致的铜卧佛。此外，巨佛前还放置着一个八卦香炉，两个烛台和花瓶，合称五供。另有轮、螺、伞、盖、花、罐、鱼、结八件佛家法宝，俗称八宝，以象征吉祥如意。

在中轴线外的东路，有霁月轩、清凉馆、大禅堂、祖堂、斋堂等六个院落，原为僧人居住的地方。西路则是由三个院落组成的行宫院，环境幽雅，景色别致，为皇帝礼佛时兼理政事时的下榻之处。

在卧佛寺旁边还有白鹿仙人修行的场所“白鹿岩”，山岩上的“白鹿仙迹退谷幽栖”八个石刻篆字至今清晰可见。