747년(경덕왕 6)에
진표가 창건하여 정토사라 이름 지었고, 그 후 신라 시대와 고려 시대의 역사는 전해지지 않는다. 1400년(정종 2)에 무학의 지시로 제자 함허가 고쳐서 새로 지었고, 1413년(태종 13)에 태종이 요양을 위해 머물렀던 절이기도 하다.
백련사라는 이름은 세조 때 의숙 옹주의 명복을 비는 법당으로 정하면서부터 부르게 된 이름이다. 임진왜란 때 불에 타서 없어진 것을 승려들이 다시 지었고, 1662년(현종 3)에는 불상을 안치하고 설법도 하는 법당을 다시 고쳐 지었다.
1701년(숙종 27)에 화재로 불에 타서 이듬해에 다시 지었고, 1744년(영조 50)에는 이당의 시주로 고쳐 새로 지었다. 1896년(고종 28)에는 경운 대사가 다시 지었다. 1911년 명부전을 다시 짓고, 1914년에 서옹이 삼성전을 다시 지었고, 1917년에 서옹이 사무실 8칸을 새로 지었다.
현재 극락전· 약사전·명부전·관음전·삼성전·산신각·독성각· 법종각·종무소·요사채 등이 남아 있다.
