Tên chữ của chùa là Đại Bi tự (chữ Hán:大悲寺), chữ bi nguyên nghĩa là "buồn khổ"[8], gắn liền với cụm "đại từ đại bi" hay "từ bi" là ngôn ngữ Phật giáo chỉ lòng thương xót con người vô hạn của Phật.[9] Chữ "Đại Bi" kết hợp với tượng thờ tại chùa cho thấy nhiều khả năng ngôi chùa vào thời Lý chỉ giành riêng thờ Quan Âm nghìn mắt nghìn tay của Mật tông[10]. Tuy nhiên chùa thường được gọi là chùa Bối Khê do chùa dựng trên đất làng Bối Khê.[11] Sau Cách mạng tháng Tám, hai làng Bối Khê và Phúc Khê hợp nhất lại thành một thôn mới tên là Song Khê.[12]