Theo các tài liệu còn sót lại, chùa được xây dựng vào những năm đầu khi vua Lý Thái Tổ dời đô từ Hoa Lư về Thăng Long, Hà Nội.

Năm 1823, vua Minh Mạng lên ngôi đổi tên đền thành chân Vũ Quán. Đến triều đại của vua Thiệu Trị năm 1842, nó được đổi tên thành đền Quán Thánh như hiện nay.

Đền thờ một trong 4 vị thần của "Thăng Long Tứ Trấn", những vị Thánh bảo vệ ở bốn hướng Đông - Tây - Nam - Bắc của thành cổ Thăng Long. Đền Quán Thánh trấn giữ ở phía Bắc.

 Đền Bạch Mã phía Đông - Ảnh: Sưu tầm

 Và Đền Kim Liên trong Nam - Ảnh: Sưu tầm

Lối vào với 3 cửa và hai tầng được xây dựng trên những phiến đá lớn, và với một cái chuông đồng cao 1,5m ở trên tam quan được đúc bởi vua Lê Hy Tông. Tiếng chuông này có câu:

 “Gió đưa cành trúc la đà

Tiếng chuông Trấn Vũ, canh gà Thọ Xương”.

Qua cánh cổng là sân vườn rộng rãi với các bể cá và hòn non bộ trong sân.

 Chánh điện đền Quán Thánh - Ảnh: Thomas

 Hòn non bộ trước chánh điện - Ảnh: Mark Wu Ltd

 Ngôi chùa sở hữu hai lớp: lớp ngoài cao và cửa võng. Cả hai bên đều treo bảng chữ tạc bài thơ của vua Thiệu Trị khắc lên. Trong đó, nổi bật nhất bên trong thánh điện là bức tượng đồng đen của Huyền Thiên Trấn Vũ cao 3.96m và nặng 4 tấn. Bức tượng xuất hiện như một đạo sĩ ngồi. Tay phải cầm một thanh kiếm, được bao phủ bởi một con rắn chống đỡ vào lưng một con rùa (con rắn tượng trưng cho sức mạnh, rùa tượng trưng cho tuổi thọ). Với tính năng chạm khắc tinh vi và khéo léo, bức tượng được đề cập đến như một tác phẩm nghệ thuật phản ánh kỹ thuật đúc đồng và trình độ bậc thầy nghệ thuật tạc tượng của ông cha chúng ta trong thế kỷ 17.

 Ngoài ra tại nhà bái đường còn một pho tượng nhỏ hơn, cũng bằng đồng đen, nhiều người cho rằng đây là tượng ông Trùm Trọng, người thợ cả đã chỉ huy việc đúc pho tượng Trấn Vũ.

 Bên cạnh bức tượng đồng Trấn Vũ, đền Quán Thánh là nơi có nhiều tác phẩm nghệ thuật chạm khắc trên cánh cửa, cột, dầm, và hơn 60 bài thơ câu đối viết bằng chữ Hán. Tác giả của những bài thơ là những người trí thức cao thời đó. Đáng chú ý, trên các yếu tố kiến trúc bằng gỗ của ngôi đền, các chủ đề: dơi, cá, tre, hoa cúc, hoa mai, hoa, bầu rượu, thanh gươm, cảnh của cuộc sống trần gian và thiên đàng... là điêu khắc sắc sảo và chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi phong cách nghệ thuật thời Lê. Cùng với đồ cổ, đền thờ cũng đã được lưu trữ một số lượng lớn các tấm bia liên quan đến sự phục hồi của nó. Bia lâu đời nhất có thể thuộc về Vĩnh Trị II (1677), nói về sửa chữa chùa và đúc tượng.

 Thông qua các hiện vật được bảo tồn cho đến bây giờ, Đền Quán Thánh được coi là một di tích có giá trị cao về văn hóa nghệ thuật, từ các mảng chạm khắc trên các cấu trúc bằng gỗ tạc tượng thờ ngay trong đền thờ.