Chùa nằm ngay sau lưng đình Ngự Triều Di Quy và am Mỵ Châu trong khu di tích Cổ Loa, nơi các nhà khảo cổ học tìm thấy trống Đông Sơn và các mũi tên đồng với nhiều dấu vết của một đô thị cách nay hơn hai thiên niên kỷ. Đây cũng là nơi sinh ra truyền thuyết về toà thành đất hình xoáy ốc của Vương quốc Âu Lạc do vua Thục Phán xây nên với sự giúp đỡ của thần Kim Quy, về bi kịch của tướng Cao Lỗ và cái chết của Trọng Thuỷ trước nỗi oan của nàng Mỵ Châu ngây thơ để mất cái lẫy nỏ thần.

Căn cứ theo cách bài trí tượng và số tháp mộ của các vị sư trụ trì đã quá cố, ta có thể thấy chùa Bảo Sơn thuộc về hệ phái Phật giáo Bắc Tông và được lập từ lâu đời. Các bia đá cổ trong chùa cho phép xác định chùa ít nhất có từ thế kỷ XVII. Hiện nay chùa do một ni cô trụ trì và mới đây đã được trùng tu khang trang cùng với toàn bộ khu di tích Cổ Loa.