妙應寺俗稱白塔寺，始建於遼壽昌年間（1095-1100年），原名永安寺。元朝至元八年（1271年），寺內殘損的遼舍利塔中突然發現了舍利，當時正值元大都剛落成後不久，為表慶賀，求取吉祥，元世祖忽必烈決定推倒遼殘損的舊塔，在原址上另起新塔。至元十六年（1278年）新塔及寺院的改擴建工程全部竣工，「精嚴壯麗，坐鎮都邑」，新塔名「釋迦舍利靈通之塔」 ，即今日的大白塔，同時改寺名為「大聖壽萬安寺」。萬安寺是元代皇家在大都城內最重要的藏傳佛教寺廟，「規模巨大，一如內廷之制」，香火極盛。最鼎盛時，由皇帝主持的一場佛事活動中，參加的信徒達十萬之眾。至正二十八年（1368年），寺內主要殿宇遭遇雷火，瞬間付之一炬，僅白塔得以幸免。到了明宣德八年（1433年）寺廟重修，1451年改名「妙應寺」，並沿用至今。清康熙、乾隆年間，寺院又幾經修葺，現僅白塔為元代遺物。1978年在對白塔進行維修加固時，發現清乾隆十八年（1753年）存留在高塔頂部寶珠內的大藏經、木雕觀世音像、補花袈裟、五佛冠、乾隆帝手書【大樹菠蘿多心經】、藏文【尊勝咒】、銅三世佛像等一批珍貴佛教瑰寶。
今天的妙應寺基本保留了明代時的格局，總占地面積約1.3萬平方米，規模僅為元代的八分之一。寺院中軸線上由南向北依次為山門、天王殿、三世佛殿、七佛殿、三寶殿，最北端就是大白塔。
山門及鐘鼓樓建築群組文革中被毀，現為1988年依舊樣重建。山門正面辟三道券門，正中門上方懸「敕賜妙應禪林」匾額。
天王殿為明代建築，面闊三間，進深兩間，單檐歇山頂。殿內原供奉文革中被毀，現天王、彌勒造像為新修繕時補塑。
三世佛殿為全寺主殿，清乾隆題名「意珠心鏡」殿。主殿為明代建築，面闊五間，進深三間，單檐廡殿頂。原殿內造像文革中被毀，現陳列為修繕工程展。殿前月台上有兩尊元代石獅，氣韻古樸、工藝精湛，為1999年由東城麒麟胡同遷來。三世佛為大乘佛教的主要崇敬佛，按空間和時間分為橫三世和縱三世兩種。橫三世一般為東方藥師佛，協侍為日光、月光菩薩；中間釋迦牟尼佛，協侍為文殊、普賢菩薩；西方阿彌陀佛，協侍為觀世音、大勢至菩薩。縱三世為過去佛燃燈佛、現在佛釋迦牟尼佛、未來佛彌勒佛。此殿原先造像應為橫三世。
七佛殿為寺內最大殿堂，明代建築，面闊五間，進深四間，單檐廡殿頂。原殿內供奉七佛，即釋迦牟尼佛和與他出現之前悟得正覺的六位佛，又稱「過去佛」。敦煌莫高窟220窟主室北壁唐代壁畫中也曾繪有七佛像，表現手法與之不同，為同一位尊佛的七種不同化身。此殿原先造像可能是指前者。現殿內的佛造像陳列均由別寺搬遷來，包括元代楠木三世佛及其它明代造像精品。
三寶殿也稱「具六神通」殿，位於北部的塔院內，大白塔的正南面，與大白塔共建在一個「凸」字形大平台上。清代建築，面闊三間，進深三間。具六神通指六種超能力，即天眼通、天耳通、他心通、宿命通、神足通、漏盡通。現殿內有木雕三世佛，銅五供，唐卡等珍貴文物。
中軸線最北端的標誌性建築——大白塔，是北京地區僅存的幾座元代地上建築中最高大者，是元大都保留至今的最重要城市地標之一，是現存最早最大的覆缽式喇嘛塔。白塔為磚砌築，外飾白堊，建在一個成「凸」字形高台的後部中央。高台周環紅色圍墻，四角建角亭，布局類似金剛寶座塔。圍墻和白塔塔基中間留出通道，供信徒繞塔誦經。塔基為「亞」字形平面，清稱「四岀軒」。每邊長約30米，每角均有五個劈叉。南邊施台階，可登上塔基頂面。頂面外周圈又有一圈紅色矮墻，內有通道亦可繞塔。塔基之上為兩層須彌座式的塔座，亦為「亞」字形，上承覆蓮、金剛圈、寶瓶，組合形成塔身。塔身之上是塔脖，又是一層小須彌座。再上為下大上小成圓錐狀的「十三天」相輪，與其上的寶蓋、寶珠一起，構成塔剎。從凸字形平台到塔剎頂，總高度50.86米。
大白塔由尼泊爾大匠阿尼哥奉敕主持修建，形制源於古印度的窣堵婆（Stupa），並結合現場的實際情況和中國式審美，創造出這一偉大傑作。「制度之巧，古今罕有」。藏傳佛教薩迦派五祖、帝師八思巴之弟益鄰真，依照密教經典，參與了大白塔的設計和像設。塔身外表和四角原先有紋飾圖案，現今已消失。喇嘛塔有兩種常見樣式，一種塔身低、相輪粗、寶蓋大，稱「噶當覺頓」，如妙應寺大白塔。另一種為明代中葉以後出現並開始流行，塔身高、辟眼光門、相輪細、寶蓋小，稱「覺頓」，如清順治建北海大白塔。天氣晴好時，站在景山向西眺望，兩座不同類別，不同時代建造的大白塔一高一低、交相輝映，豐富壯美了北京的城市輪廓線。
佛教講因緣，萬事皆有緣起。正是一代帝王忽必烈與兩位天才（八思巴和阿尼哥）相互之間的傳奇故事，才有了大白塔的耀目出世。
1238-1239年，蒙古大汗窩闊台之子闊端陳兵涼州，劍指西藏。此時，蒙古人想找一位西藏高僧進行談判，並詳細了解一下西藏的實際情況。經考察後最終選擇了藏傳佛教薩迦派教主，後世被稱為四祖的薩迦班智達，簡稱薩班。
1244年，闊端給薩班寫了一封邀請信。60多歲的薩班不顧體弱多病，路途險遠，帶上兩個侄子——10歲的八思巴和6歲的恰那多吉從薩迦寺出發，毅然北上。途經拉薩時，引領兩個侄子在大昭寺出家，受沙彌戒。
1247年，薩班一行終於到達涼州，第二年正月覲見了闊端。這是一場極為重要的會面，成為蒙藏歷史的轉折點，同時扭轉了當時西藏佛教長期衰微、混亂局面，奠定了薩迦教派在衛藏地區「政教合一」的最高統治地位。會談商討了如何在保證西藏各種勢力利益的前提下，使西藏歸附蒙古。會談結束後，薩班給西藏的民眾寫了一封言辭懇切的公開信，促使衛藏僧俗及各地方勢力歸附蒙古。在此期間，薩班還用高超的藏醫術，治好了闊端的舊疾。薩班和兩個侄兒也在涼州住了下來，八思巴繼續跟著薩班學習佛法，恰那多吉則改著蒙古服裝，學習蒙語。
1251年，薩班在涼州幻化寺圓寂。年僅17歲的八思巴接過了衣缽，成為薩迦派新教主，後世稱五世祖。同年，闊端王去世，蒙哥（托雷嫡長子）奪得汗位，蒙古皇權由窩闊台系轉移到托雷系。
1253年，蒙古大汗蒙哥派忽必烈（托雷嫡次子）揮軍南攻雲南大理，途徑松潘、阿壩等地區駐軍。忽必烈召噶碼噶舉派的噶瑪拔希和薩迦派的薩迦班智達到六盤山會晤。此時薩班已經圓寂，於是年僅19歲的薩迦派新教主八思巴代替薩班前往六盤山，與忽必烈會面。八思巴的年輕、博學、睿智、誠實博得了忽必烈的寵信。
薩迦派和噶碼噶舉派是當時西藏地區藏傳佛教的兩大主要教派。薩迦派的寺院圍墻上塗有紅、白、藍三種顏色的條紋，因此也被稱「花教」，教法主要內容為道果教法。噶碼噶舉派的教法主要內容為大手印，是修煉密宗的主流方法之一，分紅帽和黑帽兩系。其中的黑帽系開創了「活佛轉世」這一藏傳佛教獨特的傳承體系，並很快被其他派別認可、效仿。明清時期西藏的佛教法王（達賴、班禪），屬於以戒律為教法主要內容的格魯派，也稱黃帽派、黃教，其創世人宗喀巴那年還沒有出生，格魯派還沒邁上歷史舞台。
六盤山會晤結束後，噶瑪拔希選擇了與八思巴不同的未來發展之路，他不肯駐留在忽必烈身邊，北上依附蒙哥汗。噶碼噶舉派和忽必烈之間的關系就此冷漠。
1255年，八思巴奉忽必烈之命回藏受比丘戒，不久後又回到元上都。1258年，為了解決佛教與道教之間常發生的辯論事件，蒙哥汗命忽必烈在元上都的宮殿裏舉行了隆重的佛道辯經法會。兩派各選出十七人參加主辯，佛教方以少林寺為首組成，二百名儒學家擔任此次辯論會裁判。會議盛況空前，三百佛僧，二百道士出席現場，包括年輕的八思巴。但誰也沒有想到，他會對辯論會的結果起了決定性作用。辯論中，道教以【史記】為論據駁斥佛教正統，佛教方一時無以應對。此時八思巴挺身而出，參照道教方提出的論據，列舉其論點自相矛盾處，進行了雄辯的闡述。最終道教一方承認自己辯論失敗，十七名主辯道士當場削發為僧，一些道觀也隨之改造成佛教寺院。蒙哥汗「大悅」，忽必烈更喜，遂在全國範圍內推崇藏傳佛教。
1259年，蒙哥汗突然暴亡，未能留下繼位遺囑，忽必烈與其弟阿裏不哥（托雷嫡四子）展開了奪位大戰。最危機的時刻，八思巴不離不棄，一直堅定的追隨忽必烈，並鼎力支持。
1260年，忽必烈繼位大汗，建立元朝。為了鞏固「大一統」的國家統治，施行「聯蒙制漢」的政治目的，把藏傳佛教上升到國教地位，同年賜封八思巴為元朝國師，「受以玉印，任中原法王，統開天下教門。」八思巴正式成為元代第一位全國佛教領袖，開創新的歷史，並對後世產生深遠影響。忽必烈和八思巴，彼此相互成就了對方。十年之後，忽必烈又晉升八思巴為帝師，並更賜玉印。薩迦派也隨之進入極盛時期，元朝一代，先後共有13位薩迦派教主被冊封為帝師。元滅明起後，薩迦派隨之衰落，地位最終被格魯派取替。
同年，元世祖忽必烈命八思巴在西藏建黃金塔。聞尼波羅國（尼泊爾）多良工，又是佛教教義的發源地，有原汁原味的佛教建築，於是發詔書征召。一共搜羅80人應征，唯缺一人為領隊。英雄出少年，當時年僅17 歲的阿尼哥毛遂自薦擔當領隊，率領諸匠到達西藏，次年順利完成了黃金塔的建造任務。八思巴驚嘆阿尼哥為當世巫師，收其為弟子，並薦之元廷。
至元元年(1264年)，忽必烈遷都大都——北京。至元八年(1271年)，忽必烈召命阿尼哥敕建妙應寺塔，阿尼哥展現出其非凡的創造力，開創出這一流芳後世的經典喇嘛塔式樣。至元十六年(1279年)，大白塔竣工，獲得極大成功。之後，阿尼哥又承擔了五台山大塔院的白塔等其它一些建造工程，再也沒有重返尼泊爾。1306年病卒於大都，享年六十二歲。
萬物皆有佛性。而今的大白塔依舊靜靜矗立在北京阜城門內大街北側，像是一位白發蒼蒼的老者，慈目垂眉北京城滄海桑田的變遷和平日裏忙忙碌碌的蕓蕓眾生；又像是一座豐碑，默默記述著妙應寺往日的輝煌歷史和關於大白塔的所有因緣故事。這一刻，時空凝固，涅槃靜止；不生不滅，一切永恒。
