善化寺位於大同市城區南部，俗稱南寺。是一座規模宏大布局完整的寺院，佔地面積19110平方米。寺內的建築和雕塑吸取遼、宋、元三代精華，獨具特色。該寺俗稱南寺，始建於唐開元年間（713～741）。遼保大二年（1122），金、遼發生大規模戰爭，大同兩次被金兵攻陷，寺院毀於兵火。金太宗天會六年（1128），到皇統三年（1143），住持圓滿大師重振寺院，再塑金身，凡15年始成。先後修成大殿、暨東西朵殿、羅漢洞、文殊、普賢閣及前殿、大門、左右斜廊，合80餘楹。明昌元年（1190），曾重修釋迦如來像。《元史·世宗本紀》載，元至元二十二年（1285），忽必烈曾經“命江浙轉運司通管課程。集諸路僧四萬於西京普恩寺作資戒會七日夜。”
明宣德三年（1421），大用和尚曾修繕寺院，至正統十年（1445）時，因大用的奏請，英宗敕頒藏經，並賜名“善化寺”，作為官吏“習儀之所”。又在寺內建立僧綱司，設都副綱各一員，以管理全程僧眾。之後，總兵郭琥又於萬曆初年進行整修，重建牆垣，擴大山門，修繕臺基。萬曆、崇禎年間（1573～1644），寺院因年久失修，毀壞嚴重，總兵王威和僧人嚴心又先後兩次加以修葺。清初，由於大同總兵姜瓖始降復叛，給大同招來屠城之災，善化寺再一次遭到摧殘，“臺基盡廢，廊廡具頹”。康熙四十七年至五十五年（1708～1716），以及乾隆五年（1740），在源慶和尚和他的徒弟廣德的主持下，先後兩次進行整修。
民國初年，因附近皮坊失火，文殊閣被燒燬。之後，善化寺成為外來法師赴大同講經說法和傳戒的道場之一。又經連年戰亂，到解放前夕，寺院已破敗不堪，住持和尚所剩無幾。中華人民共和國成立後，國家多次撥款對寺院環境進行修繕和美化。1953年，落架重修普賢閣。1961年，國務院公佈為第一批國家重點文物保護單位。1981年春節，善化寺正式對外開放。現存善化寺是一座廊院式佈局的寺院，主要建築分佈在中軸線上，前為山門，中為三聖殿，均為金時建築。遼代遺構大雄寶殿坐落在後部高臺之上。西側為金貞元二年（1154）所建普賢閣，東側為文殊閣遺址。整個寺院高低錯落，主次分明，左右對稱，是全國遼金寺院中佈局保存最完整的一座。寺內還保存有遼金塑像30餘尊，其中以金塑為佳。
（1）三聖殿。位於善化寺內大雄寶殿之前，山門之後，金碑稱之為前殿。建於金天會、皇統年間。結構上糅合宋遼建築特點而獨具風格，可謂金初代表性木構建築。金代斜拱盛行，碩大華麗者以此為最。殿內用四根金柱支撐樑架屋頂，是遼金減柱、移柱法的突出實例。佛壇上塑華嚴三聖（中釋迦、左文殊、右普賢），金代原作，清康熙年間（1662～1722）重裝，金塑風格猶存。殿內金大定十六年（1176）《大金西京大普恩寺重修大殿記》石碑，是南宋使金通問副使朱弁所撰。金羈朱氏於此寺達14年之久，目睹寺院重修經過而為之記，故不僅文采飛揚，且記載翔實可信。
（2）普賢閣。位於善化寺大雄寶殿前右側，為重簷歇山頂樓閣，細部結構許多處與遼清寧二年（1056）所建應縣木塔相似。原為供俸普賢像所造，1953年落架重修時，右樑架卯榫處發現有“貞元二年一行造”的題記，證明次閣晚於三聖殿等建築12年。
（3）大雄寶殿。大雄寶殿是善化寺的主殿，位於寺內後部。大雄是佛的德號，意為佛又大力，能夠降服四魔，故名大雄。始建於遼，金天會、皇統年間重修。殿內正中佛壇上有泥塑金身如來5尊，端坐於蓮臺之上；兩側二十四諸天神情各異，無一雷同。