独乐寺虽为千年名刹,而寺史则殊渺茫,其缘始无可考。最早可追至唐代贞观十年(公元636年),安禄山起兵叛唐并在此誓师,据传因其“思独乐而不与民同乐”而得寺名。
明代万历二十五年(公元1595年),进士王于陛督饷蓟州时独乐寺曾有过一次大规模修缮。
乾隆十年(公元1745年),清高宗到访独乐寺,作诗《寄题独乐寺》,后又作《独乐寺——时命重修落成,路便临憩》一诗。在清代时,独乐寺一度成为禁地,平民不得入内。
辛亥革命以后,独乐寺复归还于民众。民国六年(公元1917年),划拨西院为师范学校,做为教育用途。
民国十三年(1925年),陕军来到蓟县,驻扎于独乐寺,是为寺内驻军之始。
民国十六年(1928年),北洋政府蓟县保安队驻扎在独乐寺,对于独乐寺的装修有所损坏。
民国十七年(1929年)春,驻军阀孙部军队,民国十八年(1929年)春才离开。
民国二十年(1931年),全寺被划拨为蓟县乡村师范学校,包括观音阁、山门以及东西院座落。东西院及后部正殿皆改为校舍,而观音阁和山门则保存未动。
民国二十年(1931年)5月29日,日本学者关野贞驱车去往清东陵调查途径蓟县县城时,无意间透过车窗发现路边有一座古老的建筑,于是便停车从旁门进入。偶然来到独乐寺的关野贞,一眼便认定这是非常古老的辽代建筑。同年,中国建筑学者梁思成亦有赴蓟县考察的计划。但由于行装甫竣、时局动荡而作罢。
民国廿一年(1932年),梁思成到独乐寺调查的计划终于成行,调查后整理并发表的学术论文使独乐寺闻名海内外。
1961年,独乐寺被中华人民共和国国务院列入第一批全国重点文物保护单位。
2003年,独乐寺庙会恢复,2009年被列入天津市非物质文化遗产。