大慈恩寺原為隋代無漏寺，唐武德初年廢棄。貞觀二十二年即648年，太子李治也就是後來的唐高宗為其母文德皇後追薦陰福，改建並命名為大慈恩寺。
唐大慈恩寺規模宏大，由於屢經戰火，損毀無遺，現在的大慈恩寺是明代成化二年即1466年起在原寺宇西塔院的基礎上陸續修成的。現占地76畝多，寺院主要建築由南向北依次排列著山門、鍾鼓樓、東西配殿、大雄寶殿、法堂藏經樓、大雁塔及玄奘紀念堂。東西兩側分別為方丈院、僧院、寺管院、文物院、碑廊及碑廊院等。
山門為寺院正門，亦稱“三門”，分別為空門、無作門、無相門，象征三解脫門，而常以空門象征佛教，出家為僧常稱為“遁入空門”。寺院山門外東西兩側挺立著兩對獅子，均為清代文物。靠內側一對為低姿蹲獅，係清道光年間所造，東邊為雄獅，前肢踏繡球，卷毛獅尾頗有動感，成瞵目張口怒吼狀，胸前掛著大鈴鐺，好不威風；西側為雌獅，與東側雄獅對峙而立，前肢踩蹬一玩耍幼獅，背上還爬著一頭更調皮的小獅子，三獅組成很和諧生動的整體。靠外側有一對高姿勢的蹲獅，這對獅子怒目咧齒，更加威嚴。
進山門後，鍾鼓二樓對峙，東側鍾樓安放一口明代嘉靖年間鑄造的“雁塔晨鍾”，其通高3.5米。西側鼓樓懸掛一麵大鼓，稱為暮鼓，鼓麵直徑為1.77米，鼓架高1.65米，通高為3.77米，鍾、鼓均為寺院大型法器。
大雄寶殿是寺內的主要殿堂，俗稱正殿。“大雄”是對佛陀道德法力的尊稱之一，是說佛陀有巨大力量，能降伏一切煩惱和魔眾，殿內供奉明成化二年所塑造佛祖三身佛像，中為法身毗盧遮那佛，西為報身盧舍那佛，東為應身釋迦牟尼佛，高2.5米，佛像兩側脅侍弟子東為迦葉，西為阿難。東西兩側塑有十八羅漢，他們是佛在世時常隨佛陀的大弟子。大殿後壁左側為文殊菩薩，以智慧得名；右側為普賢菩薩，以行願而著稱。在大雄寶殿前麵，豎立一通殘損的“大悲心陀羅尼經”經幢，此經幢為元代所建。
大殿北麵為法堂藏經樓，上層藏經樓藏有玄奘翻譯的經卷。下為法堂，法堂是寺院演說佛法、宏法教化的地方，是寺院內僅次於大雄寶殿的主要建築。法堂裏供奉的西方極樂世界教主、接引佛——阿彌陀佛，高1.6米，係明代銅鑄鎏金佛像。法堂中還陳列著唐代雕刻的二十四諸天青響石，此石采自本省藍田玉山所產的青石，敲之鏗鏘有聲，清脆悅耳，故名“青響石”。殿內懸掛的是玄奘法師負笈圖和他的高徒弟子窺基石刻拓像。玄奘法師肩負取經背簍，手持佛塵，足蹬麻鞋，有傘蓋遮風擋雨，有佛燈照亮征途，表現出玄奘法師為真理單身獨騎、不畏艱難、勇往直前的大英雄氣概。在法堂藏經樓前麵，豎立一通刻有“佛說千手千眼廣大圓滿無礙大悲心陀羅尼神妙章句真言”的經幢，為唐鹹通八年所立。
法堂北側為雄偉的大雁塔。在大雁塔北麵新建的玄奘紀念堂，為仿唐風格建築，由中院紀念堂、東院展廳、西院講堂三院組成，中院紀念堂又稱大遍覺堂，是專門供僧人早晚誦經的地方，裏麵供奉的是玄奘法師的銅像，像高3.5米，重5噸，人們形容該像“端嚴若神，美麗如畫”。在銅像前麵的鎦金小塔再從下往上數第二層裏供奉的是玄奘法師的頂骨舍利，這是2000年從南京迎回來的。在殿堂四周分別是用漢白玉雕刻的《彌勒上升經》、《彌勒中升經》還有《彌勒下升經》，分別敘述了彌勒的過去現在和未來。過去講的是釋迦牟尼佛祖給彌勒授記，現在是彌勒正在兜率內院講經說法，未來說的是56.7億千萬年之後彌勒將成佛。東院陳列法師譯經、弘法、育人直至圓寂的經曆，西院則展示法師出生、求學、取經的事跡。各院還分別以圖片、雕塑、壁畫、文獻等形式再現了大師一生的功績。