Chùa Bát Tháp được xây dựng từ rất lâu đời trên núi Vạn Bảo, một ngọn núi thấp ở kinh thành Thăng Long vào thời Lý Trần. Các nhà khảo cổ học sau chùa đã tìm thấy nhiều di vật thời Lý, Trần. Đến năm Gia Long thứ 2 (1803), dân làng Vạn Phúc đã hợp nhất chùa núi Voi và chùa Vạn Bảo để xây dựng nên ngôi chùa. Theo nhà nghiên cứu Trần Huy Bá giải thích thì sở dĩ chùa có “ngọn tháp để hình bát” nên được đặt tên là chùa Bát Tháp.

Chùa Bát Tháp nằm trên một khu đất cao quận Ba Đình – Hà Nội theo hướng Nam, trên vị trí cao nhất của ngọn Vạn Bảo Sơn, có mặt bằng hình chuôi vồ, gồm tiền đường 7 gian, 2 dĩ và hậu cung 3 gian.

Tam quan của chùa được xây hai tầng tám mái với lối vào được tạo dựng theo hai dạng thức khác nhau. Cửa chính có bề mặt hình chữ nhật, phần dưới mở vòm cửa lớn trông thẳng vào Tiền đường. Tầng trên mở nhiều cửa nhỏ trông ra bốn phía. Hai bên cửa được xây giống nhau trên trổ những cửa tròn “sắc – không” theo giáo lý đạo Phật. Tiền đường có quy mô lớn gồm có 7 gian, 2 dĩ, hàng hiên trước khá rộng do mái chảy dài. Ngoài hiên là hệ thống cột đá hình hộp chữ nhật được mài nhẵn, trên đá khắc những vế câu đối ca ngợi công đức nhà Phật và cảnh đẹp của chùa cùng những trang trí hình long, ly, quy, phượng. Sau chùa là nhà thờ Tổ và khu vườn rộng.

Kiến trúc chùa Bát Tháp đã tạo ra các hình khối chắc khoẻ, gây được cảm giác mạnh mẽ đối với con người. Bên cạnh đó là những đầu đao cong vút cùng các đề tài trang trí điểm xuyết lại tạo nên sự nhẹ nhàng, bay bổng cho kiến trúc. Bố cục chung của toàn bộ ngôi chùa cũng rất chặt chẽ, gắn kết và tôn đẩy lẫn nhau. Số lượng tượng tròn ở đây tuy không nhiều, kích thước vừa phải, nhưng có giá trị thẩm mỹ cao. Là những pho tượng mang ý nghĩa tôn giáo, nghĩa là phải tuân theo những quy định ngặt nghèo của lý thuyết cổ xưa, song bằng sức lao động sáng tạo, nghệ nhân xưa đã tạo nên nhiều tác phẩm nghệ thuật có giá trị theo dòng điêu khắc dân gian truyền thống.

Hệ thống tượng trong chùa gồm hai loại khác nhau: tượng Phật và tượng Mẫu, được làm bằng chất liệu gỗ và đồng. Niên đại tạo tác cũng không đồng nhất, một số ít ra đời vào cuối thời Lê, còn đa phần là những tác phẩm thuộc thời Nguyễn.

Chùa còn khá nhiều di vật có giá trị như: đôi hạc đồng, bát hương, chuông đồng “Bát Tháp tự chung” đúc năm Gia Long thứ 2 (1803)… góp phần làm cho di tích thêm sống động, phong phú. Chùa Bát Tháp đã được xếp hạng di tích lịch sử – văn hóa cấp quốc gia ngày 5.9.1989.