山丹大佛寺位于甘肃省张掖市山丹县城西北5公里处的嘹高山下。明代称“土佛寺”，清代改称“大佛寺”。创建朝代无考。明正统五年(公元1440年)，镇守甘肃太监王贵得倡导重修，由住持僧智莹主持，于正统六年春季动工，七年底竣工(1441至1442年)。重建后，寺院殿宇、山门、法堂、廊庑、厨亭完善。镇守甘肃太监刘永诚观瞻后奏请朝廷，明英宗朱祁镇赐额“土佛”，金书制匾，悬挂于寺门。万历九年(1581年)又进行了一次复建。清同治年间毁于兵燹。光绪十三年至十四年(1887至1888年)重建，占地7500平方米，堂殿近百间，大佛殿面阔5间，7层，均为单檐。内置释迦牟尼塑坐像，高39米。寺院落成，知县查之屏、游击周昆、教谕王济美、典史樊全在《重修大佛寺碑记》中写道：“因山之高肖佛圣之像，即就佛之高建佛之阁，广袤三楹，直上七级，望之如蜃楼海市，辉映碧空。中起大雄殿十六楹，肖普贤、文殊于中。左右各有岭楼一座，晨钟暮鼓，发人猛醒。绝顶建晚望之亭，最前开众善之门。士民皈依之所，僧侣养静之室，商旅偃息之坛，锦麟游泳之沼，精舍兰若，共百十间。”
新中国成立后，在党的宗教政策指引下，僧尼从事生产劳动，香火自养，保护着这座文物古迹。“文化大革命”中以破“四旧”为名，这座光绪年间重建的佛寺全部被拆。
中共十一届三中全会后，贯彻落实宗教政策。1987年县宗教科根据落实宗教房屋政策，经过多方协调，给原大佛寺房产补偿费2.5万元。由原住持释本智调动所有僧尼和信徒修建简易佛堂5间，斋舍9间。1988年僧尼化缘建起佛堂，并塑佛像开展佛事活动。
1992年复建大佛寺。工程于是年10月10日动工；翌年5月20日，大佛塑像基本落成。
在复建过程中，山丹县政府宗教科与香港宝莲禅寺圣一大师取得联系，由县佛教协会会长、大佛寺住持觉慧前往江西云居山真如寺，拜请达定法师与圣一大师在广州会晤，陈述建寺计划，圣一慷慨承诺，分批捐助人民币260万元，金箔60万张(每张4元)，觉慧等募化150万元，解决了资金困难。重建工程于1998年8月竣工。佛座依山而上，楼为方塔形，底层正面九楹，两侧五楹，后依山关连建楼7层，高39米，佛高35米。寺院南北陪殿22间，前向东、中开正门。门房两侧塑四大天王，中设弥勒佛宗。南有小侧门，入内一四合大院，有念佛堂、僧舍30多间。院中设香炉塔，中辟通道。佛楼前立两座石碑，南为建寺记事，北为旌表圣一。出门又一大院，北面建地藏殿，南为树林。东有山门，两侧塑门神。寺院北面建斋堂七间，火房五间。寺门前修建2000平方米停车场。整个寺院结构合理，佛楼高大，殿堂错落有致。佛像造型宏伟，为全国室内座佛之最。
