Khi khai quật khảo cổ học khu cố đô Hoa Lư, các nhà khảo cổ đã tìm thấy khu mộ Hán cạnh chùa Bà Ngô bên dòng sông Hoàng Long. Kết quả khai quật chứng minh ngôi mộ cổ này có từ thời Hán – Đường.[3] Đây là cơ sở nêu lên một nhận định khu vực kinh đô Hoa Lư hẳn là trụ sở của Trường Châu thời nhà Đường, vì theo sách Đất nước Việt Nam qua các đời của Đào Duy Anh thì đất Ninh Bình thời Đường thuộc về Trường Châu; còn ở Thăng Long Hà Nội vốn là thành Đại La do Cao Biền xây đúng như sử sách ghi chép.[4]

Tấm bia đá dựng ở chùa Bà Ngô, niên đại 1877, thời nhà Nguyễn có đoạn:

"Chùa Bà Ngô trong ấp ta là một danh lam của đô cũ Đại Việt trước. Vốn là một danh thắng nhưng do thế đại chuyển dời, phong quang thay đổi, am ngọc quạnh quẽ dưới ánh dương tà, chùa báu điêu tàn trơ trọi trong ánh trăng đêm".

Tương truyền chùa Bà Ngô là nơi một bà hoàng hậu nhà Đinh (mẹ của Sứ quân - Phò mã Ngô Nhật Khánh) đã gây dựng và tu hành khi cuối đời. Trong chùa có bức đại tự thời Nguyễn ghi 3 chữ Bà Sa tự (婆娑寺). Theo từ điển Hán Việt, Sa (娑) có nghĩa là nhiều khổ não. Chùa Bà Ngô ở thế kỷ thứ X chính là nơi tiến hành nghi thức sám hối, rửa sạch mọi tội lỗi nghiệp chướng trần gian.[5]