平遥古城“双林寺”座落在县城西南6公里的桥头村。原名“中部寺”，创建年代甚早，因古文献记载失详，难得确考。

寺中现存最古之碑刻于北宋大中祥符四年（1011）“姑姑之碑”，年代久远，字迹模糊，但第20行“重修寺于大齐武平二年”尚可辨认。“武平二年”（571）乃北齐年号，既谓“重修”，其创建年代必不晚于北魏早期。

我国魏晋南北朝时期，大江南北战乱不休，广大劳动人民处在残酷的被剥削和战乱的苦海之中，信仰宗教便成了人们寻求解脱的一种途径。各族统治者也为他们的命运担忧，北魏鲜卑族统治者拓跋氏，为了巩固自己的政权，竭力宣扬自己为释迦牟尼的“今身”，他们不仅祈祷佛祖保佑“长治久安”，而且以自己的面貌形象作为释氏模样，站在佛寺大殿中央，接受人们的膜拜，给众生百姓以心理上的束缚。这种“皇帝就是佛，皇权即神权”的思想，促使那些少数民族的统治者，以高度的热情在各地大兴寺院，广造佛像。

据《魏书》记载，北魏宣武帝延常三年（514），北方的北魏辖地已有寺庙13727处。其时，在文明的中都故地，兴建规模宏大的“中都寺”，即在情理之中。时年中都寺的规模如何，后人难以说得清楚，只从寺内现存的北宋大中祥符四年（1011）大宋姑姑之碑中得知：“中都河水润殿”、“古迹城边紫阁压中都之左”。北齐皇帝还曾赐牌额，后经兵戈焚毁。碑文又说：“七层楼阁，高可望首”，可见原规模之宏伟！北宋时期，中都寺改名双林寺。

据佛记载，佛祖释迦牟尼到80岁时，自知阳寿将尽，走至离摩罗国首都拘尸那迦不远的一个村庄波伐附近，在村外希拉尼亚瓦提河西岸的两株沙罗树下，头北面西，右胁而卧，进入了大般涅盘，是为“双林入灭”，双林寺名称即源于此。

宋代以后，寺中住有尼姑，故有“姑姑之碑”。双林寺建筑，历遭数百年的风雨兵燹之患，庙貌渐即倾圮。至元末，已到了“殿、楹损坏，庑廊倾颓”的地步。

明代景泰、天顺、弘治、正德、隆庆年间以及清道光、宣统年间都有过较大的修葺。直至民国早期，双林寺内仍有僧人住持。后为桥头村管辖。

新中国建立以后，各级政府对双林寺这份历史文化遗存予以高度重视，1975年，列为山西省重点文物保护单位。1979年，始归文物部门直接管理并正式对外开放。1988年，国务院公布双林寺为第三批全国重点文物保护单位，使之成为全国历史文化名城——平遥的重要胜迹之一。同年，建立“平遥双林寺彩塑艺术馆”。双林寺以其精湛的彩绘塑像，享誉“东方彩塑艺术宝库”。1990年10月20日，联合国人类居住中心专家杰伊•穆尔为双林寺题词：“世界珍宝”。1992年8月，联合国人类居住中心派专家再次考察双林寺时，美国学者巴克莱•琼斯题词：“真正的、独一无二的珍宝”。1997年，双林寺作为平遥古城的重要组成部分，列人了《世界遗产名录》。