Theo sách Đại Nam nhất thống chí của Quốc sử quán triều Nguyễn, mục Chùa quán ghi về chùa Quốc Ân: “Ở ấp Lương Cải, xã Phú Xuân, huyện Hương Thủy. Tương truyền, chùa do Hoán Bích thiền sư dựng, bản triều Hiển Tông cho hai câu đối, phía tả câu đối khắc tám chữ “Quốc vương Thiên Túng Đạo Nhân ngự đề, nay vẫn còn. Phía dưới chùa có tháp Phổ Đồng, cũng do Hoán Bích thiền sư dựng. Đầu đời Gia Long, Mật Cương hòa thượng sửa lại”.
Dưới thời chúa Hiền Nguyễn Phước Tần (1648-1687) Tổ Nguyên Thiều ra Phú Xuân ở xứ Thuận Hóa dựng chùa Vĩnh Ân (nay là Quốc Ân) tại chân đồi Hòa Thiên phía trái núi Ngự Bình nay thuộc phường Trường An, Huế
Hoán Bích là pháp tự của Tổ sư Nguyên Thiều, người ở Triều Châu, Quảng Đông, Trung Quốc sang hoằng hóa ở Việt Nam vào năm 1665 ở tại phủ Quy Ninh (nay là Bình Định) lập chùa Thập Tháp-Di Đà. Vào khoảng năm 1683-1684, dưới thời chúa Hiền Nguyễn Phước Tần (1648-1687) Tổ Nguyên Thiều ra Phú Xuân ở xứ Thuận Hóa dựng chùa Vĩnh Ân (nay là Quốc Ân) tại chân đồi Hòa Thiên phía trái núi Ngự Bình nay thuộc phường Trường An, Huế. Thời ấy, chùa Quốc Ân là một ngôi tổ đình danh tiếng bậc nhất và có vai trò lịch sử rất quan trọng đối với Phật giáo xứ Đàng Trong...
Chùa trải qua nhiều lần trùng tu theo sự thăng trầm của thế cuộc. Vào năm 1786 chiến sự giữa nhà Nguyễn và Tây Sơn nổ ra, chùa Quốc Ân bị tàn phá rất nặng nề, trong đó đặc biệt nhất là ngôi tháp Phổ Đồng đã bị phá hủy hoàn toàn. Chùa chỉ lưu giữ được một số bia ký, văn khế và một số tượng khí, pháp khí. Đến năm 1806, khi Long Thành Thái trưởng công chúa cúng 300 quan tiền thì chùa mới được tu sửa. Minh Mạng năm thứ 3 (1822), Hòa thượng Mật Hoằng dâng sớ xin trùng tu chùa Quốc Ân được nhà vua cấp 500 quan tiền và các vật dụng. Trong đợt trùng tu này, chùa xây dựng lại chánh điện, chú tạo lại tôn tượng Phật A Di Đà, tổ đường và long vị chư Tổ... Năm 1851, Hòa thượng Từ Hòa-Liễu Triệt tiếp tục trùng tu và dựng cổng tam quan. Sau đó ít lâu, chùa được Thái trưởng công chúa cúng dường 400 quan tiền, Hòa thượng Liễu Chơn tu tạo tượng Phật Thích Ca và Di Lặc...
Chùa chỉ lưu giữ được một số bia ký, văn khế và một số tượng khí, pháp khí.
Mặc dù chùa Quốc Ân đã trải qua nhiều lần trùng tu, nhưng điều đặc biệt và đáng được quan tâm hơn hết là cứ mỗi lần trùng tu là mỗi lần để lại cho chùa những dấu ấn văn hóa Phật giáo tương ứng với các thời kỳ khác nhau của lịch sử. Vì vậy, chùa Quốc Ân ngày nay có thể nói là một trong những ngôi tổ đình ở Huế còn lưu lại nhiều dấu ấn văn hóa xưa quý nhất của Phật giáo xứ Thuận Hóa.
Điển hình nhất là lối kiến trúc chùa Quốc Ân theo kiểu chữ khẩu truyền thống của xứ Thuận Hóa xưa. Chùa hiện lưu giữ được nhiều tượng khí và pháp khí xưa quý từ thời khai sơn cho đến nay. Như bộ tượng Tam Thế Phật, tượng Phật Thích Ca được chú tạo vào khoảng năm 1851. Gian bên trái thờ Bồ tát Quan Thế Âm, hai bên là Hộ pháp, phía trước thờ Bồ Đề Đạt Ma, gian bên phải thờ Quan Thánh (Quan Vân Trường), các tượng khí này đều do Tổ Nguyên Thiều mang đến từ Trung Hoa. Hậu liêu thờ chân dung Tổ Nguyên Thiều và nhiều long vị của chư tổ và chư vị trú trì kế thế... Ngoài ra, chùa còn lưu giữ chiếc khánh đồng có hoa văn rất đẹp đúc từ thời Minh Mạng và nhiều pháp bảo, pháp khí khác như đại hồng chung, bia ký...
Điển hình nhất là lối kiến trúc chùa Quốc Ân theo kiểu chữ khẩu truyền thống của xứ Thuận Hóa xưa.
Ngày nay, đến chiêm bái tham quan chùa Quốc Ân, chúng ta như đi vào một bảo tàng thu nhỏ trưng bày thờ tự nhiều tượng khí, pháp khí mang những dấu ấn văn hóa đặc trưng của Phật giáo xứ Đàng Trong nói chung và xứ Thuận Hóa nói riêng. Cũng chính vì lẽ đó, ngày 8-10-1993 UBND tỉnh Thừa Thiên-Huế đã ra quyết định số 1046 bảo vệ chùa Quốc Ân.