Chùa vốn có tên là Ninh Phúc tự. Năm 1876, vua Tự Đức vi hành qua đây, trông thấy chùa có tòa tháp cao lớn như hình cái bút mới gọi là chùa Bút Tháp và cái tên này ra đời từ đó.
Chùa có lịch sử khá lâu đời. Có ý kiến nói chùa ra đời từ thời vua Trần Thánh Tông và sư Huyền Quang - Tổ đời thứ 3 của thiền phái Trúc Lâm từng trụ trì tại chùa này và đã cho dựng một tháp đá 9 tầng. Tuy nhiên, dấu tích tòa tháp này đến nay không còn.
Vào thế kỷ 17, chùa trở nên nổi tiếng sau khi hòa thượng Chuyết Chuyết từ Trung Quốc sang và về chùa này trụ trì. Cũng thời gian này, Hoàng thái hậu Trịnh Thị Ngọc Trúc rời bỏ cung đình về đây tu hành. Bà đã cho trùng tu lại chùa. Quy mô và kiến trúc của ngôi chùa hiện nay cơ bản mang dáng dấp của ngôi chùa được trùng tu thời đó.
Kiến trúc chùa theo kiểu "nội công ngoại quốc với tòa tiền đường, thiêu hương và thượng viện tạo thành chữ "Công".
Phía trước chùa là gác chuông hình vuông 2 tầng 8 mái nằm dưới tán một cây đa cổ thụ với rễ phủ xuống càng làm tăng thêm vẻ cổ kính cho ngôi chùa.
Chùa Bút Tháp được đánh giá là một công trình kiến trúc có sự kết hợp hài hòa hai loại vật liệu là gỗ và đá. Toàn bộ hệ thống cột chịu lực, tường vách chùa đều bằng gỗ còn lan can, nền rồi cầu nối giữa thiêu hương và thượng điện lại chế tác bằng đá.
Một bức tường ở tòa tiền đường với các chấn song gỗ gọt giũa tỉ mỉ.
Về kiến trúc đá, nổi bật nhất ở chùa Bút Tháp là tòa tháp đá 5 tầng ở trong khuôn viên. Tên tháp là Bảo Nghiêm, là nơi thờ Hòa thượng Chuyết Chuyết.
Tầng 1 của tháp dựng theo lối cột chống lan can với những bức chạm khắc đá tinh xảo các hình dáng muông thú.
Tượng rồng chầu trên cột trước cửa tháp.
Bức chạm ở một mặt tháp.
Một mặt khác.
Cùng trong khuôn viên với tòa tháp đá còn một tòa tháp xây gạch 3 tầng khá cổ kính với rêu phong cỏ mọc.
