Chùa được xây dựng vào buổi đầu Công Nguyên. Các nhà sư Ấn Độ đầu tiên đã từng đến đây. Vào cuối thế kỷ 6, nhà sư Tì-ni-đa-lưu-chi từ Trung Quốc đến chùa này, lập nên một phái Thiền ở Việt Nam. Chùa được khởi công xây dựng năm 187 và hoàn thành năm 226, là ngôi chùa lâu đời nhất và gắn liền với lịch sử văn hóa, Phật giáo Việt Nam, được Nhà nước xếp hạng di tích lịch sử ngày 28 tháng 4 năm 1962.[1]

Chùa Dâu gắn liền với sự tích Phật Mẫu Man Nương thờ tại chùa Tổ ở làng Mèn, Mãn Xá cách chùa Dâu 1 km.

Chùa được xây dựng lại vào năm 1313 và trùng tu nhiều lần qua các thế kỷ tiếp theo. Vua Trần Anh Tông đã sai trạng nguyên Mạc Đĩnh Chi về kiến thiết lại chùa Dâu thành chùa trăm gian, tháp chín tầng, cầu chín nhịp.[1] Hiện nay, ở tòa thượng điện, chỉ còn sót lại vài mảng chạm khắc thời nhà Trần và thời nhà Lê.