大悲寺是北京八大处的第四处寺院，原名隐寂寺。创建于宋辽时代，距今九百余年。该寺独处丛林深处，层层殿宇依山势递升，错落有致，山门南向。
大悲寺的首层建筑是山门殿，硬山正脊灰筒瓦顶。檐下饰有丹青彩画，殿脊正中装饰“百鸟朝凤”砖雕图案。正檐下嵌有一方汉白玉寺额，上面镌着“敕建大悲寺”五个大字，字体健劲，是康熙大帝御笔。寺额下是汉白玉券门，自下而上对称浮雕白象、雄狮、腾龙、翔羊；门楣正中雕饰着三尊神像，正中一尊人面鸟喙，是佛经中大鹏金翅鸟的应化形象。券门两旁是石雕花窗，饰有蘷龙和忍冬草花纹，优美而庄重。两侧正脊门楼造型也很精致。
山门殿内居中是“大肚弥勒佛”坐像，眉眼如月、笑口常开，洋溢着一团喜气。四大天王分列左右，个个身披甲胄、手握法器、怒目圆睁、威风凛凛。这五尊神像都是近年的新作。
过山门北上，可见阶旁两池翠竹，黄皮绿叶，婆娑有声，十分可人。传为明代所植，原产于江南。
二重殿宇是大雄宝殿，殿脊正中饰“二龙戏珠”砖雕图案，两龙鳞爪分明，呈飘然欲飞之势，实为超绝之作。脊端的鸱吻和檐头的脊兽也不失脱俗之处。殿内居中供奉着释迦牟尼佛，胁侍为阿难、迦叶两大弟子。“十八罗汉”分列于两厢。
大雄宝殿中的十八罗汉均端坐于云石之上，悉心谛听释迦牟尼讲经说法，或若有所思，或舞器作法，个个活灵活现，堪称旷世之作。这里的十八罗汉雕像之所以不同凡响，是因为其作者是我国元代最为著名的雕塑家刘元。据《中国人名大辞典》记述：“刘元，字康元，拜尼泊尔雕塑家阿尼哥学塑印度佛像，造诣称绝。当时京都名刹所塑佛像均出自他手。神韵逼真、天下称颂。他亲手所塑三皇雕像精湛绝伦，深得皇帝赞赏，两度御赐宫女为妻。并擢升官职为昭文馆大学士，由此可见刘元当时所取得的成就和地位。更为奇异的是，这十八尊罗汉像的胎体是用檀香木粉掺和细砂精制而成，七百余年后的今天，仍飘散着沁人心脾的檀香。
大雄宝殿后面是大悲殿。此殿建于明嘉靖廿九年，面阔五间，檐下悬“悲源海”额匾。抱柱联为：“不动道场东方成丘墟；琉璃世界西向现弥陀。”，额联题字皆是当代书家的手笔。
殿中供奉一尊观音大士的彩雕坐像。表情悲天悯人，如同慈母。
最后一层殿宇是药师佛殿，这座殿堂是近两年刚刚恢复的，结构布局和油漆彩画仍采取清代官式做法。殿貌富丽而庄严。殿内供奉着药师佛、日光遍照菩萨和月光遍照菩萨。十二尊药叉神分列两边。这十五尊神像内胎皆为香樟木，外表以足金贴饰，给人以庄严华贵之感。