张掖大佛寺位于张掖市甘州区西南角。原名卧佛寺、睡佛寺、大寺，因为寺内有一尊巨大的木胎泥塑释迦牟尼佛像，俗称大佛寺。大佛寺的建立记载了大量的历史文献，包括大寺、十字寺、红仁寺、宝觉寺等。
佛教寺院早在西晋永康元年(300年)左右就建在这里。西夏永安元年(1098年)，国师瓦巴在原寺院旧址挖掘出古卧佛像，修建卧佛寺。西夏崇宗贞观三年(1103年)正式修建寺庙•吴广成《西夏书事》载：崇宁二年，夏贞观三年春二月，在甘州修建卧佛寺。……乾顺母梁氏卒，供佛为母祈福。甘州僧法净于故张掖西南甘浚山下，夜望有光，挖之，得古佛三，均卧像。献乾顺，乾顺建寺供之，赐额卧佛。”
传说元世祖忽必烈出生在大佛寺，忽必烈的母亲别吉太后死后也埋在大佛寺。记载了《元史》卷38、《甘州府志》等文献。当时的建筑规模，何高济翻译了《海屯行纪，鄂多立克东游记，沙哈鲁派使中国记》:这个甘州城有一座大佛寺，以至于原庙址的面积和它的成分一起达到了500平方腕尺(腕尺指从肘到中指尖的长度约为18至22英寸-何高济注)。寺庙中央有一座佛殿，里面有一尊长50步的卧佛。其脚板(即脚背)为九步长，头围为21标准腕尺。在这座寺庙周围，在这尊佛像的后面和头上，还有其他精美的佛像，每尊都是20腕尺上下。身材相当于一个人的比丘像，栩栩如生，甚至人们把这些异端当成真正的活人。在其他墙上画画，让世界上所有的画家都惊叹不已。大佛一手支头，另一手放在腿上。整个大佛涂金，穿着五颜六色的衣服和衣服，名叫释迦牟尼佛。在这尊佛像前一周，成群的异教徒前来。明洪武五年(1372年)，大佛寺毁于战火，只有佛像。1966年，明成化13年(1478年)在大佛殿内卧佛像腹部建造了《重建卧佛铜牌记忆》。铜牌文字记载:震旦国张掖县流沙河有迦叶佛遗迹，大夏建，崇宗皇帝永康元年。……后兵之乱依旧……年号永康是永安之误。】永乐九年(1411年)重建，永乐十七年(1419年)授予弘仁寺额。18年(1420年)，贴木儿王朝沙哈鲁国王使者火•盖耶速丁•纳哈昔出使明朝经甘州，详细描述了卧佛寺。宣德二年(1427年)，再次扩建，并将其命名为宝觉寺金塔殿建于今寺二郎殿，正统六年(1441年)。明政府给大佛寺《永乐北藏》一部，正统十年(1445年)。万历十八年至二十二年(1590~1594年)，都督张臣再次修寺，改名为宏仁寺清康熙十七年(1678年)，大佛寺被授予宏仁寺。雍正十二年(1734年)维修。雍正年间，新疆准噶尔部入侵河西走廊，包括大佛寺在内的甘州城成为清军兵营，遭到严重破坏。乾隆十二年(1747年)重建建筑，重塑佛像，刻有《乾隆十二年重建卧佛殿碑记》。清末，大佛寺中部开辟了一条街巷，分为东西两部分。甘州惜字社成员在光绪31年(1905年)筹集资金维修大佛寺。宣统二年(1910年)，化育坛成员重做大佛寺油漆。英国考古学家斯坦因和芬兰人马达汉在光绪33年(1907年)前后（CarlGustavMannerheim）参观并写文记载大佛寺。民国时期，邵元冲、陈万里、向达、夏奈、阎文儒、国民党中央军事委员会主席蒋介石等国内学者参观了大佛寺。
现有的大佛寺是一个庭院建筑群，主要建筑分布在220米的轴线上，从西到东。自西山门以来，东部依次为无边无际的佛间、钟鼓楼、大佛寺、寺庙、藏经寺、土塔（现称金刚宝座塔），北部有二郎寺、提督军门办公室第二建筑等。东北角有一个相对独立的山西庭院。
山门宽三间，深两间，左右两侧用一小段影墙连接角门，角门外有砖雕八字影墙。山门和门的前面是无边无际的佛教木拱门，1985年从原明代甘州皇王府和张掖陕西会馆的旧址搬迁。山门的左右两侧是钟楼和鼓楼。
主楼大佛殿建于乾隆十二年(1747年)，汉式楼阁布局融合了藏传佛教建筑的空间图式和藏传建筑装饰的艺术元素。平面长方形，两层三檐歇山顶，宽11间(49米)，深7间(25米)，高24米。释迦牟尼涅盘像、木胎泥塑、金妆彩绘、长35米、肩宽7.5米是中国最大的室内泥塑卧佛。卧佛后面站着十个弟子的泥塑像，泥塑优婆尼，优婆塞分立在佛头和佛脚两端的外侧。南北通廊内有泥塑十八罗汉像。室内一、二层四壁、二层隔断均绘有539平方米的壁画，包括金刚、天女、西游记等。天上正觉木匾悬挂在大殿外正门上。门外两侧嵌有彩绘砖雕，均由50块方砖组成，面积21.2平方米，左边题为西方胜利
大殿后面是文庙的大成殿。1986年从张掖市文庙(甘州府文庙)搬迁，始建时无考试，元末毁于战争，明洪武年间重建，名为行都司学。清顺治五年(1648年)再次被摧毁。顺治九年(1652年)重建，乾隆三十年(1765年)重建，刻有《文庙重建纪念碑》。
大成殿后，是藏经阁，建筑时代不详。五个宽，三个深，一座小石桥建在后走廊上，与后塔底部的走廊相连。殿内供奉释迦牟尼坐像，保存了明英皇帝颁发的《大明三藏圣教北藏》(3584卷)和其他佛教经典。
庭院后面建有土木结构金刚宝座塔。根据文献记载和建筑形式，佛塔是明代建筑，清末民国时期在佛塔周围增加了走廊。光绪三十一年(1905年)，甘州惜字社成员筹资重修，卧佛殿留有重修题记重修土塔，补铃悬镜。民国十六年(1927年)地震时，佛塔顶部相轮断裂倒塌。现有佛塔高32.5米，底部为方形台基，周围建有两层木塔廊，每面9间，深度3间，上下两层环绕第一层须弥座。塔体有两层须弥座，下层平面呈正方形，上层平面呈十字折角形，两层须弥座四角各有一座覆盆小塔，共八座。须弥座中间是一个覆盆式塔体。覆盆上方有一个亚形的刹车座，四面开着一扇门。刹车座上方有13层相轮。相轮顶部有一个圆形伞盖，顶部覆盖着灰色板瓦。40组流苏风铎悬挂在伞檐下周围。将莲座、宝葫芦塔刹放在伞盖上。
二郎殿位于医院北侧西侧。《甘州府志》记载：二郎庙清源殿，城东南角，祭陈嘉州太守赵真君昱。明天顺二年，守太监蒙泰，宣城伯卫英修，御史牟伦碑记。我朝乾隆三年，会首陶良臣、宋元郊等。万历二十二年《重建宏仁寺碑记》和卧佛寺光绪三十一年维修题记都记载了二郎寺的维修活动。二郎庙于1986年被拆除，二郎殿迁至大佛寺原金塔殿旧址。现有的二郎殿位于北向南，由悬山正殿、卷棚天窗、阳厅勾结、卷棚献殿四部分组成，结构体系复杂，通面宽三间，深四间。
二郎殿东侧为提督军门府二堂。原位于张掖市西北部，明初为镇守太监府，嘉靖18年(1539年)改为总兵府。《甘镇志重刊》载：总兵府，旧位于城西南角，正统中建。18年，嘉靖市以镇守府为基础，城西北角。清康熙初年，总兵府改为提督军门府，乾隆42年至43年(1777~1778年)重建。《甘州府志》载：康熙初年，靖逆侯张勇改提督军门府，修西院，垒石玲珑，出自名手。乾隆四十二、(四十)三等年，提督法灵阿重建，东园亭榭，桥梁成曲水流之胜。甘州府志•有完整的建筑布局图。二堂于1986年迁至大佛寺。现有建筑单檐悬山顶前卷棚勾结构，面宽7间，深4间，减柱造，无斗拱。
大佛寺历代佛教文物丰富。1966年，许多石碑、铜佛、铜环、铜壶、佛经等被发现在大殿卧佛的腹部。有一块铅牌记载河西成化时发生地震。1977年，金塔殿下出土了5枚波斯银币。保存明宣宗《圣赐宝觉寺碑记》、明通政使穆来辅《重建宏仁寺碑记》等重要碑记。还有一部完整的《永乐北藏》，雕刻于永乐八年至正统五年(1410~1440年)，包括经、律、论三部，共收佛经1621部、6361卷。
