경주의 북천(北川)변에 있었다. 창건과 폐사 시기는 기록이 없어서 자세히 알 수 없다.
715년(성덕왕 14) 6월에 큰 가뭄이 들자 성덕왕은 하서주(河西州)의 용명악(龍鳴嶽)에 살고 있던 거사(居士) 이효(理曉)를 불러 임천사의 못[池] 위에서 비를 빌게 하자 열흘 동안 비가 내렸다.
폐탑재와 초석 등의 석조물이 동천동 둔치에 있다가 1991년의 태풍 때 일부가 유실되었으며, 남은 석조물들은 현재 국립경주박물관의 야외 전시장으로 이전하였다.