大昭寺建造时曾以山羊驮土，因而最初的佛殿曾被命名为“羊土神变寺”。1409年，格鲁教派创始人宗喀巴大师为歌颂释迦牟尼的功德，召集藏传佛教各派僧众，在寺院举行了传昭大*会，后寺院改名为大昭寺。也有观点认为早在9世纪时已改称大昭寺。清朝时，大昭寺曾被称为“伊克昭庙”。
大昭寺历史上曾遭受两次灾难。公元7世纪后期，由信奉原始宗教苯教的贵族大臣发起的第一次禁佛运动，以及公元9世纪中期，由朗达玛发起的第二次禁佛运动，使大昭寺或沦为屠宰场，或遭到封闭，而释迦牟尼像两次被埋于地下。
大昭寺不仅仅是一座供奉众多佛像、圣物以使信徒们膜拜的殿堂，它还是佛教中关于宇宙的理想模式――坛城（曼陀罗）这一密宗义理立体而真实的再现。在大昭寺的正门人口处前面，有三根石柱。一根石柱上用汉藏两种文字刻着公元823年签订的唐蕃会盟书。
西藏的寺院多数归属于某一藏传佛教教派，而大昭寺则是各教派共尊的神圣寺院。西藏政教合一之后，“噶厦”的政府机构也设在大昭寺内。活佛转世的“金瓶掣签”仪式历来在大昭寺进行。1995年，确定十一世班*转世灵童的金瓶掣签仪式也是在这里举行的。
大昭寺殿高4层，整个建筑金顶、斗拱为典型的汉族风格。碉楼、雕梁则是西藏样式，主殿二、三层檐下排列成行的103个木雕伏兽和人面狮身，寺内有长近千米的藏式壁画《文成公主进藏图》和《大昭寺修建图》。
弥勒佛殿，佛殿的主尊是一尊小而精致的弥勒佛像，过去每年传召大法会期间都要抬着这尊佛像沿八廓街经游行。一文殊菩萨像和观音菩萨像分立于这尊佛像的左右两倒，而这两尊菩萨像旁又分别是一尊跏趺的度母像。此外，墙边的四尊愤怒相的护法神是守护这座佛殿的。门的右边是多闻天王（四大天之一），左边是财神詹巴拉。祭坛上是一尊跏趺的杰瓦布姆喇嘛像，他曾在拉萨修建了堰坝，从而使拉萨免遭洪灾的侵袭。进门时如果仔细看佛堂的左下角落，就会看到一只小的石山羊。这就是传说中的背土填卧塘湖的圣羊。
观音菩萨殿，佛殿主尊是骑在一头狮子上的小的观音菩萨像（左边第一尊）而非那尊大的无量光佛，其余五尊菩萨像均为观音菩萨的不同化身，在这座佛堂与通往楼上的楼梯之间的墙上是一截顶上有个洞的柱子。许多朝圣者把耳朵紧凑在这个嗣边期望能听到鸭子拍打翅膀的声音。相传，这只鸭子存括在大昭寺的卧塘湖底。
祖孙三法王殿，佛殿主尊是藏王松赞干布，左边是藏王赤松德赞，右边是藏王赤祖德赞。这三位藏王执政时期是吐蕃的鼎盛时期，在他们的大力扶持下，佛教才得以传人吐蕃，并在此发展繁荣。他们是西藏历史上的三位法王，传统上将他们称为“祖孙三法王”。
度母殿，度母殿，佛堂供奉的是度母。殿正中的大佛像即是度母像，在她身后的玻璃柜中是她的主要化身“二十一度母”像。佛龛的右侧有六尊佛像，前三尊是被称为“师君三尊”的一组佛像，即寂护堪布，莲花生轨范师以及法王赤松德赞。另外三尊是“师徒三尊”，即宗喀巴大师及其两大弟子克主杰和贾曹杰。唐蕃会盟碑，进入大昭寺前面的小广场，可以看到大昭寺的全貌。首先映入眼帘的是被围墙围起的两块石碑。南边一块便是著名的唐蕃会盟碑，高3。42米，宽0。82米，厚0。35米，唐长庆三年（公元823年）用藏汉两种文字刻写。公元九世纪，唐朝与吐蕃王朝达成和好，以求“彼此不为寇敌，不举兵革”、“务令百姓安泰，所思如一”和“永崇甥舅之好”之目的。当时的赞普赤德祖赞为表示两国人民世代友好之诚心，立此碑于大昭寺前，碑文朴实无华，言辞恳切，现碑身已有风化，至今大多数碑文仍清晰可辨。碑的旁边有一棵柳树，据传由文成公主亲手种植，当地人称为公主柳。
唐蕃会盟碑又称甥舅会盟碑，因为吐蕃赞普赤德祖赞娶的是唐朝皇帝的公主，所以自然他的孩子自然就要管以后的唐朝皇帝叫舅舅了。
宗喀巴及其八大弟子殿，这间佛殿是为了纪念格鲁派创始人宗喀巴而建的。佛殿中央的主尊是宗喀巴，其余八尊是他的八大弟子，其中最著名的两大弟子克主杰和贾曹杰分别位于宗喀巴像的左右两侧。宗喀巴年事渐高到偏远的山洞隐修时，这八大弟子曾陪伴在左右服侍他。宗喀巴在世时，曾由他的弟子出资制作了几尊他的塑像。据说，宗喀巴见到这尊像时，评价这尊像特别像自己。另一种说法是，这尊佛像是由护法神阎罗神奇地制成的。还有一种说法是，这尊佛像是由后来的一位蒙占皇帝出资制作的。宗喀巴像后边左侧供奉着一排他的萨迦派老师的塑像。这座佛殿的楼梯下是通向下面的湖的一扇活板门。北京雍和宫殿也供养着此大师。
7世纪时，松赞干布将戒指抛向空中，以戒指落下的地方来确定大昭寺的寺址。这枚戒指落到卧塘湖里，于是从湖里升起了一座幻化的白塔，表明已找到了合适的寺址。在13世纪，萨迦班智达按照幻化的白塔的样子建了一座白塔，后来这座塔被毁坏了，主座是为了代替萨迦班智达所建的白塔而重建的。
八药师佛殿，主座小殿中供奉