Theo Cục Di sản văn hóa, chùa được khởi dựng ở vùng Dâu (Luy Lâu) vào thế kỷ II sau Công nguyên. Đây được xem là ngôi chùa cổ nhất Việt Nam, với lịch sử kéo dài gần 2.000 năm, đồng thời là trung tâm Phật giáo đầu tiên trên đất nước, gắn với quá trình hình thành và phát triển Phật giáo Việt Nam.

Chùa Dâu nằm trên khu đất cao, rộng và bằng phẳng, quay về hướng Tây. Kiến trúc theo kiểu “nội Công ngoại Quốc”, gồm tam quan, tiền thất (bái đường), tháp Hòa Phong, chính điện Tam bảo, hậu đường, hai dãy hành lang cùng các công trình phụ trợ như nhà Mẫu, nhà Tổ, nhà khách, vườn tháp, ao nước và hệ thống tường bao.

Tam quan ba gian được dựng bằng gỗ, mái ngói, tạo không gian thông thoáng. Phía sau là tiền thất bảy gian, mái cong, bộ khung gỗ chắc chắn. Các cấu kiện phần lớn bào trơn đóng bén, riêng một số đầu kẻ ở gian giữa được chạm hoa lá cách điệu.

Nổi bật nhất trong quần thể là tháp Hòa Phong, nằm giữa sân chùa. Tư liệu cổ cho biết vào thời Trần, Trạng nguyên Mạc Đĩnh Chi từng cho trùng tu và xây tháp chín tầng. Kiến trúc hiện nay thuộc thời Lê Trung Hưng, với ba tầng gạch nung, cao khoảng 15 m.

Thân tháp vuông, các tầng đều mở cửa vòm, đỉnh tháp có dáng khum như long đình, phía trên tạo hình bình nước cam lộ. Bên trong tháp đặt bệ thờ Tứ Thiên Vương bằng gỗ sơn son, treo khánh và chuông đồng; trước cửa phía Tây có đôi tượng sóc đá mang phong cách nghệ thuật Lê Trung Hưng.

Không chỉ có giá trị kiến trúc, điêu khắc, chùa Dâu còn lưu giữ hệ thống tượng Phật phong phú, trong đó nổi bật là tượng Tứ Pháp, minh chứng cho sự giao thoa giữa Phật giáo Ấn Độ và tín ngưỡng bản địa.