Không rõ Vũ Đế bắt đầu trở thành một Phật tử mộ đạo từ khi nào, song từ năm 517 thì các Phật giáo đã có ảnh hưởng rõ rệt đối với các chính sách của ông. Vào năm đó, ông hạ lệnh rằng các công xưởng phục trang đế quốc không được dệt hình các thần thánh và động vật lên quần áo, do sau đó các hình tượng này có thể bị hư hỏng, thể hiện sự thiếu tôn trọng đối với các vị thần thánh và làm hại đến các động vật. Tiến thêm một bước trong việc tách khỏi truyền thống Nho giáo, Lương Vũ Đế đã tính đến việc cúng chay các vị tiên tổ của hoàng thất, thay vì cúng bằng các loại động vật như dê, lợn, bò theo truyền thống. Trước tiên, ông chuyển sang cúng bằng thịt khô, và cuối cùng cúng bằng mô hình động vật giả làm từ bột, rau và quả; bất chấp quan điểm phổ biến khi đó rằng điều này sẽ khiến tổ tiên không hài lòng.

Lương Vũ Đế là một vị quân chủ sùng kính Phật giáo, ông đã cho xây dựng một ngôi chùa có quy mô hùng vĩ tại kinh thành Kiến Khang là Đồng Thái tự (同泰寺). Mỗi buổi sáng, ông đều đến chùa thắp hương, cúng Đức Phật, giảng giải Phật pháp cho mọi người, cho rằng làm như vậy sẽ tiễu trừ tai họa cho nhân dân. Năm 527, Lương Vũ Đế xá thân (tức xuất gia làm hòa thượng) tại Đồng Thái tự, dành vài ngày ở tại ngôi chùa này. Đây là lần đầu tiên một vị hoàng đế Trung Hoa đi làm sư song không ai dám phản đối, hơn nữa Phật giáo khi đó đang thịnh hành tại Nam triều cũng như toàn Trung Hoa.

Sau đó, Lương Vũ Đế nghĩ làm như vậy không thỏa đáng, bởi theo phong tục dân gian thì một người muốn hoàn tục phải bỏ tiền ra cho chùa để "chuộc thân". Vào mùa thu năm 529, Lương Vũ Đế đã lần thứ hai xá thân tại Đồng Thái tự, song không đơn giản lần trước, lần này ông đã trút bỏ long bào và mặc trang phục của hòa thượng, và dành cả ngày để thực hiện các công việc của nhà chùa, bao gồm cả các việc vặt hàng ngày và giảng Đại Bát Niết Bàn kinh. Các đại thần mời ông về cung song ông không chịu, Lương Vũ Đế giành 12 ngày ở tại chùa, và chỉ trở về hoàng cung sau khi các đại thần đã chuẩn bị 10 triệu quan tiền[4] cho Đồng Thái tự để "chuộc thân" cho "Bồ Tát hoàng đế". Các đại thần chuẩn bị nghi trượng đón Lương Vũ Đế về cung.

Năm 546, Lương Vũ Đế tiến hành việc xá thân lần thứ ba, lần này ông tuyên bố để tỏ lòng tôn kính Đức Phật, ông không chỉ gửi gắm bản thân mà còn gửi gắm toàn bộ người trong hoàng cung và toàn bộ đất đai Lương cho Phật. Ông đã ở Đồng Thái tự trên một tháng, các đại quan lại đem 20 triệu quan tiền[4] nộp cho nhà chùa để chuộc ông về. Đúng ngày hôm đó, tòa tháp của Đồng Thái tự bị hỏa hoạn, hòa thượng trụ trì vội báo cho Lương Vũ Đế, Lương Vũ Đế cho đó là do tà ma quấy rối và hạ thư nói "đạo càng cao, ma cũng càng thịnh" và phải xây tháp cao hơn nữa mới có thể trừ được tà khí.

Một năm sau, Lương Vũ Đế lại xá thân phụng sự Đức Phật lần thứ tư, dành 37 ngày tại Đồng Thái tự và chỉ trở về hoàng cung sau khi các hạ thần đã xuất kho 10 triệu quan tiền để chuộc ông về. Tổng cộng, Lương Vũ Đế đã bốn lần xuất gia làm hòa thượng, các đại thần đã phải xuất kho 40 triệu quan tiền để chuộc thân cho hoàng đế.[4]

Giai thoại Phật giáo nổi tiếng:

Là một người phụng sự đạo Phật, Lương Vũ Đế đã cho xây trong nước mình nhiều chùa chiền, bảo tháp. Vũ Đế hỏi nhà sư Ấn Độ là Bồ Đề Đạt Ma khi ấy vừa rời Ấn Độ sang Trung Hoa truyền pháp: "Trẫm từ lên ngôi đến nay, xây chùa, chép kinh, độ tăng không biết bao nhiêu mà kể. Vậy có công đức gì không?"

Đạt Ma đáp: "Không có công đức."- "Tại sao không công đức."- "Bởi vì những việc vua làm là nhân "hữu lậu", chỉ có những quả nhỏ trong vòng nhân thiên, như ảnh tùy hình, tuy có nhưng không phải thật."- "Vậy công đức chân thật là gì?"Sư đáp: "Trí phải được thanh tịnh hoàn toàn. Thể phải được trống không vắng lặng, như vậy mới là công đức, và công đức này không thể lấy việc thế gian (như xây chùa, chép kinh, độ tăng) mà cầu được."Vua lại hỏi: "Nghĩa tối cao của thánh đế là gì?"- "Một khi tỉnh rõ, thông suốt rồi thì không có gì là thánh."- "Ai đang đối diện với trẫm đây?"- "Tôi không biết."

Lương Vũ Đế không hiểu được những tinh yếu mà Bồ Đề Đạt Ma muốn khai thị đành cho ông rời khỏi. Sau đó, Bồ Đề Đạt Ma vượt sông Dương Tử lên núi Tung Sơn và thành lập nên Thiếu Lâm Tự, ngôi chùa nổi tiếng cho đến tận ngày nay