寺伝では784年（延暦3年）、日光山の開祖である勝道上人が船で湖を遊覧していた際に、湖上に千手観音の姿を感得し、桂の木に立木のまま千手観音像「立木千手観世音菩薩」を刻んで建立された天台宗の名刹。「立木千手観世音菩薩」を本尊として、中禅寺が開かれた。

当初は、二荒山神社の神宮寺として、男体山登拝口近くに建立され、「補陀洛山（ふだらくさん）中禅寺」（現在の日光二荒山神社中宮祠（ちゅうぐうし））とされた。本尊は、その本寺（ほんじ）観音堂に祀られた。

かつて中宮にあった千手観音像（高さ6m）が、明治35（1902）年の台風による山崩れで中禅寺湖に落ち、無傷のまま流れつき現在の地（中禅寺湖畔の歌ヶ浜）に再建される。