Ngôi chùa được xây dựng vào khoảng năm 1904 bằng tre lá đơn sơ bởi hòa thượng Thích Trí Lượng.[2] Vào năm 1925, hòa thượng Thích Từ Phong, đệ tử của hòa thượng Thích Trí Lượng cùng các tín đồ phật giáo đã xây dựng ngôi chùa lại kiên cố trên khuôn viên rộng 20.000 m2 (hiện nay diện tích này đã bị thu hẹp lại còn hơn 6.000 m2).[2][9]

Từ 15 tháng 10 năm Bính Dần (1926) âm lịch đến rằm tháng giêng Đinh Mão (1927) âm lịch, Cao Huỳnh Cư, Cao Hoài Sang và Phạm Công Tắc đã mượn Từ Lâm Tự làm nơi khai đạo Cao Đài.[1]

Chùa Gò Kén được trùng tu năm 1970 sau khi bị hư hại, hoang tàn do chiến tranh. Tháng 7 năm 2007, Đại đức Thích Thiện Nghĩa được Ban Trị sự Phật giáo Việt Nam tỉnh Tây Ninh bổ nhiệm giữ chức trụ trì chùa cho đến nay.[2][3]

Sáng ngày 7 tháng 1 năm 2022, Ban Trị sự GHPGVN tỉnh Tây Ninh đã long trọng tổ chức lễ ra mắt Ban Trị sự Phật giáo thị xã Hòa Thành, nhiệm kỳ 2021-2026 tại Từ Lâm Tự.[10] Đại đức Thích Thiện Nghĩa làm Trưởng ban Trị sự Phật giáo thị xã Hòa Thành.[11]