칠곡 송림사 대웅전은 사찰의 중심 불전으로, 석가모니 삼존불을 모신 건물이다. 최초 건립시기는 정확히 알 수 없지만, 임진왜란 때 소실된 것을 1657년(효종 8)에 중창하고, 1755년(영조 31), 1830년(순조 30), 1850년(철종 1)에 중수하였다. 건물의 규모는 정면 5칸 측면 3칸으로 팔작지붕에 기와를 얹었으며, 포작은 내3출목 외2출목의 다포형식이다. 2012년 2월 13일에 경상북도 유형문화재(현, 유형문화유산)로 지정되었다가 2021년 보물로 승격되었다.
칠곡 팔봉산 자락에 위치한 송림사는 신라 진흥왕 때 창건된 것으로 전해지나, 주불전인 대웅전의 초창 시기는 정확히 전하지 않고 있다. 그러나 1657년(효종 8)에 대웅전에 목조삼존불좌상을 봉안하면서 기록한 「팔공산 송림사 대웅전 불상조성 이필봉안기(八空山松林寺大雄殿佛像造成已畢奉安記)」가 있어 1657년(효종 8)에 중창되었음을 알 수 있다. 또 1775년(영조 51)에 작성된 「대웅전 중수기(大雄殿重修記)」와 1850년(철종 1)에 작성된「칠곡송림사 대웅전 중수상량문(漆谷松林寺大雄殿重修上梁文)」이 있어 해당 시기에 중수되었음이 확인되었다.
대웅전은 정면 5칸 측면 3칸 규모의 건물로, 장대석 기단 위에 자연석 초석을 놓고 원기둥을 세워 상부가구를 구성한 후 겹처마 맞배 기와지붕을 얹었다. 포작은 기둥 위로 평방을 놓고 기둥 위뿐만 아니라, 기둥사이에도 내3출목 외2출목의 포작을 배치한 다포 형식이다. 정면 어칸과 협칸에는 주간포(柱間包)를 적절한 간격으로 배치하였지만, 정면 퇴칸에는 기둥 간격이 좁아 주간포를 설치하지 않았다. 건물 측면에는 공포를 생략했는데, 지붕 형태가 맞배이기 때문이다.
대웅전 정면 칸의 너비만큼이나 다양하다. 어칸의 4짝 창호 중 가운데 2짝은 출입이 가능하도록 만살 청판여닫이문을 달고, 좌우에는 채광을 위한 꽃살문을 붙박이로 설치했다. 협칸에는 3짝 씩을 달았는데, 가운데에 빗살 안여닫이문을 달고 좌우에는 빗살 청판문을 달았다. 퇴칸에는 만살 청판문을 외짝으로 달았다.
대웅전 중앙에는 후불벽을 설치한 고주가 자리하고 있어 불전 앞 공간이 협소하다. 상대적으로 불벽의 뒤쪽은 공간의 여유가 있다. 수미단에는 2009년 보물로 지정된 목조석가여래삼존좌상이 각각의 불대좌 위에 안치되었다. 목조석가불좌상의 높이는 282㎝이고, 좌우에 문수보살좌상과 보현보살좌상은 높이 265㎝로 경상도 지역에서 유일한 대형 불상이다.