창건 연대는 확실하지 않다. 백제 때 기와가 발견되어 백제 때 건립된 사찰로 추정하고 있다. ‘사자사’란 명문 기와가 출토되었는데, 『 삼국유사』에 나오는 사자사와 같은 절로 추정된다.
『삼국유사』에 의하면 백제의 주1이 신라의 선화공주를 꾀어 주2에 왔을 때, 사자사의 지명 법사가 서동이 보아둔 곳에 쌓여진 황금을 수레에 실어 신라로 보내주게끔 해주었다고 한다. 또 나중에 백제의 무왕이 선화공주와 함께 익산 용화산(미륵산) 사자사의 지명 법사를 찾아가다 연못에서 미륵 삼존이 솟아나는 것을 보고 이곳에 연못을 메우고 3탑 3금당의 미륵사를 지었다고 한다. 이때 연못을 메우는 일도 지명 법사가 도와주었다고 한다.
최근 미륵사탑에서 『사리봉영기』가 출토되어 선화공주가 아닌 사택왕후가 미륵사를 창건한 것으로 확인되었는데, 그렇다면 사자사의 지명이 사택왕후를 도와 미륵사를 창건한 것으로 볼 수 있다.
미륵사가 미륵하생 신앙을 의미한다면 사자사는 미륵상생 신앙과 관련이 있다.