한국불교태고종에 속한다. 747년(경덕왕 6)에 진표(眞表)가 창건하여 정토사(淨土寺)라 하였고, 그 뒤 신라 및 고려시대의 역사는 전래되지 않는다.
1400년(정종 2)에는 스승 무학(無學)의 지시로 함허(涵虛)가 중창하였고, 1413년(태종 13)에는 태종이 요양 차 이 절에 머물렀으며, 세조 때 의숙옹주(懿淑翁主)의 원당(願堂)을 정하면서 절 이름을 백련사로 바꾸었다.
1546년(명종 1) 정월에는 왕이 전지(傳旨)를 내려 유생들이 이 절에서 그릇되게 노니는 것을 엄금하였는데, 이는 이 절이 의숙옹주의 원당이었기 때문이다. 임진왜란 때 소실된 뒤 사승(寺僧)들이 중건하였으며, 1662년(현종 3)에는 법전(法殿)을 중건하였다.
1701년(숙종 27)에 화재로 소실된 것을 다음해에 중건하였고, 1774년(영조 50)에는 이당(李당)의 시주로 중창하였으며, 1891년(고종 28)에는 경운(景雲)이 모연하여 중창하였다. 1911년에는 명부전(冥府殿)을 중수하였고, 1914년에는 서옹(西翁)이 삼성전(三聖殿)을 중건하였으며, 1917년에는 사무실 8칸을 서옹이 신축하였다.
현존하는 당우로는 1965년에 준공한 극락전을 비롯하여 약사전·명부전·관음전·삼성전·산신각·독성각·범종각·종무소·요사채 등이 있는데 사역이 넓지 않아 가람의 배치는 다소 부자연스럽다.