Ngôi chùa được xây dựng dành riêng cho việc thờ phụng Bồ Tát Quan Âm (Kan’on trong tiếng Nhật). Theo truyền thuyết, một bức tượng của Kan’on đã được tìm thấy trên sông Sumida trong năm 628 bởi hai ngư dân, anh em Hinokuma Hamanari và Hinokuma Takenari. Trưởng làng, là ông Hajino Nakamoto, đã công nhận sự thiêng liêng của bức tượng và ông đã tu sửa ngôi nhà của mình thành một ngôi chùa nhỏ ở Asakusa, để người dân có thể thờ phượng Kan’on.[2]

Ngôi chùa được xây dựng vào năm 645, là ngôi chùa cổ nhất Tokyo [3] Trong những năm đầu của Mạc phủ Tokugawa, Tokugawa Ieyasu xem Sensō-ji như đền thờ hộ mệnh của gia tộc Tokugawa.[4]