大佛寺，始称"迦叶如来寺"，因寺内供奉释迦牟尼涅槃像，故又称"卧佛寺"。明永乐九年（1411年）敕赐宝觉寺。康熙十七年（1678年）改称宏仁寺。该寺始建于西夏崇宗永安元年（1098年）历时五载，至西夏贞观三年（11103年）竣工，历经明、清两朝扩建，至今已有九百多年的历史。据明宣宗朱瞻基《敕赐宝觉寺碑记》称：西夏时，有位叫嵬咩的国师，一日静坐，听到附近有丝竹声音，掘地三、四尺，得翠瓦金砖覆盖的碧玉卧佛一具，因而就地建起了这座座东面西的佛殿。大佛寺内建有牌楼式山门和四大天王殿、关祠殿、过殿、陪殿、厢房、卧佛正殿。正殿南为感应寺，北为金塔殿，后为藏金阁和土塔。大佛寺正殿为两层楼，重檐歇山顶，高33米，平面长方形，面宽9间，进深7间，占地总面积1770平方米。殿顶用青筒瓦笨覆盖，殿周围绕廊。殿内塑释迦牟尼涅槃像，为全国最大的室内泥塑卧佛，身长34.5米，肩宽7.5米。

木胎泥塑，金描彩绘，面部贴金，头枕莲台，侧身而卧，两眼半闭，嘴唇微启。右手掌展放在脸下，左手放在大腿一侧，胸前画有斗大"卐”字符号。梵文，意为"吉祥海云相"。造像精美，比例协调，线条流畅，神态自然，相貌祥和，栩栩如生。佛像两侧塑优婆夷、优婆塞立像各一尊，背面是十大弟子悼念举哀像。南北两侧塑十八罗汉群像，形态各异，形象生动。殿内东西两壁有取材于《西游记》、《封神演义》故事的巨幅壁画。构图杂而不乱，形象跃然壁上。殿门两侧各镶6平方米见方的砖雕一块，上精雕如来佛讲经说法的故事和神态各异的诸佛像。南为西方极乐世界，上书"登极乐天"，右下方书"西方圣境"。

对联为"宝殿巍峨无人量天成敬仰，金身显焕河沙凡圣共皈依"。北为佛说法图，上书"入三摩地"，右下方书"底园演法"，对联为"佛日增辉万善同归登彼岸；法轮常转十方瞻仰正菩堤"。此为我国砖雕艺术之珍品。殿门上有清代的两副楹联，其中一副是"创于西夏，建于前明，上下数百余年，更喜有人修善果；视之若醒，呼之则寐，卧游三千世界，方如此梦是真空"。正殿后为藏经阁。明正统十年（1445年）英宗皇帝朱祁镇将正统五年宫版印刷的经卷345种、685函、3584卷敕书颁赐给大佛寺。现在，这里藏有用泥金书写的《大般若波罗密多经》等佛门瑰宝。最后是弥陀千佛塔，俗称土塔。塔高33.37米。相传置放着释迦摄摩胜骨灰。全塔由塔基、塔身、相轮三部分组成。

塔基每边长23米，层层向上收小，共13节，华盖直径4米多，四周饰有36块铜质板瓦，悬挂着36个流苏风铃。该塔造形别致，和北京妙应寺白塔有相似之处。古刹大佛寺与西夏、元朝皇室有着密切的关系。西夏太后经常来寺内朝拜、居住；张掖大佛寺据传曾为元世祖忽必烈降生地，元世祖忽必烈的母后别吉太后也曾在这里久居，别吉太后的灵柩曾寄放于寺内。南宋末年，宋恭宗赵显被虏后为避祸而出家于此。意大利旅行家马可·波罗被大佛寺的宏伟建筑和张掖的繁华所叹引，曾留居一年之久。大佛寺规模宏大，16世纪时寺内可容纳四五千人同时朝拜。1966年在大佛寺中发现石碑、铜佛、铜镜、佛经等珍贵文物。1970年，在原金塔殿殿基下发现明正统六年（1441年）置放的石函一具，内盛琢磨精致的玉雕、珍珠、银器等。在绘有八卦图案的银盒内，放有珊瑚、琥珀、玛瑙、朱砂、石英等，还有我国的古钱币和波斯银币等。尤其是罕见而品相精美的波斯银币，成了丝绸之路对外贸易繁盛情景的有力佐证。

大佛殿后面是藏经殿，木质结构建造。内藏明正统十年（1445年）英宗朱祁镇敕书颁赐给大佛寺的一部佛经，是明正统五年官版印制的，经籍名目每繁多，集佛教经典之大成，共计350种，685函3584卷，其中有明正统初年镇守了陕甘御马监兼尚宝监鲁安公贵集士用泥金书写的《大般若波罗蜜多经》、《花严经》、《胜王经》、《报恩经》、《大唐西域记》等，殊为珍贵，是全省现存最完整的经藏。

大佛寺中轴线上最后部建一土塔，原名弥陀千佛塔，为喇嘛式塔，通高33.37米，由塔座、塔身和塔刹三部分组成，建于文形台基之上，四周有两层木构塔廊。塔座之上有两层须弥座，其中一层须弥座上有八座小塔。第二层座上是覆钵形塔身。塔身之上又一层须弥座，座四周各开五个小龛，龛内供佛像。座顶有相轮。1921年因地震塔顶毁坏，1986年修复。

大佛寺还保存着一些珍贵的历史文物。1966年在卧佛腹内发现石碑、铜佛、铜境、铜壶、佛经等，还有一块铅牌，记载了明成化年间在河西发生的一次地震，是供了河西地震史的新资料。1977年在大佛寺附属建筑金塔殿下出土的五枚波斯银币，则是古代中外贸外贸易往来的见证。此外，该寺碑有明宣宗《敕赐宝觉寺碑记》、明通政使穆来辅《重修宏仁寺碑记》等。寺中藏有《大藏经》等众多佛经。