Theo sử sách, năm 995, triều đình nhà Lê (tiền Lê) cho người đi xin kinh Phật, Lê Đại Hành Hoàng đế đã cho dựng cột kinh (trụ đá) để khắc kinh dâng nhà Phật. Nội dung văn tự trên cột kinh gồm 3 phần: Lạc khoản, Kệ, Kinh. Trải qua các thời kỳ lịch sử của dân tộc, trước thử thách của gió bão, bom đạn chiến tranh, cột trụ vẫn đứng còn mãi với thời gian. Trong kháng chiến chống Pháp, chùa Nhất Trụ là nơi đón nhận, bảo vệ cán bộ và là nơi cất giấu tài liệu, vũ khí, đạn dược. Chùa cũng là nơi đặt trụ sở hành chính của UBND xã Gia Tường (tên gọi một thời của xã Trường Yên).

Trong kháng chiến chống Mỹ, chùa là nơi chứa lương thực, hội họp. Ngày nay chùa là nơi sinh hoạt văn hoá, tinh thần, tham quan tín ngưỡng của du khách thập phương và là bộ phận không thể tách rời trong cụm di tích Cố đô Hoa Lư. Với những giá trị trường tồn, chùa đã được công nhận là di tích cấp Nhà nước. Đây là cơ sở pháp lý nhằm bảo vệ và phát huy giá trị của di tích. Được sự quan tâm của Trung ương, của tỉnh, những năm qua, di tích đã được đầu tư kinh phí để trùng tu, bảo vệ nhằm gìn giữ cho muôn đời sau. Ban quản lý Khu di tích lịch sử văn hóa Cố đô Hoa Lư đã phối hợp với chính quyền địa phương và nhà chùa quy hoạch toàn bộ diện tích đất chùa, xây lại tường thành bao quanh khu vực, khu vực sân chùa được lát gạch, trồng cây khang trang, sạch đẹp.

Chùa được toạ lạc trên khoảng đất rộng hơn 3.000 m2. Sau một thời gian được trùng tu, tôn tạo, bảo tồn, đến nay chùa Nhất Trụ có một không gian nghệ thuật độc đáo của lối kiến trúc riêng, đặc sắc, nhất là điêu khắc đá trên trụ cột kinh. Về kiến trúc gỗ, chùa Nhất Trụ mang phong cách, dáng dấp đời Nguyễn. Các bức mê được trang trí hoa lá cách điệu, lá lật, vân xoắn, hoa sen, đường triện, kẻ chỉ. Mái chùa cong, trên nóc trang trí rồng chầu. Chùa được xây dựng theo kiểu chữ “đinh”, hướng chính Tây, gồm có cột kinh, chính điện, nhà tổ, phòng khách, nhà ăn, tháp (mai táng hài cốt các vị sư trụ trì)…

Trong chùa thờ Mẫu, Thánh Hiền, Đức Ông, thờ 3 pho tượng Tam Thế, tượng A di đà… Mặc dù chùa mang phong cách kiến trúc triều Nguyễn, nhưng cột kinh Phật trước chùa vẫn giữ nguyên vẹn như đã có từ nghìn năm trước. Cột kinh cấu tạo bằng đá, có thân bát giác và trên cùng là búp sen chớm nở, trên 8 mặt thân cột khắc kinh Phật, có chức năng như một cuốn kinh. Cột kinh gồm 6 bộ phận: Tảng đá vuông, đế tròn, thân bát giác, thớt bát giác, đấu 8 cánh và đỉnh hồ lô. 6 bộ phận lắp ghép vào nhau bằng lỗ mộng và ngõng tròn, hoàn toàn không có chất kết dính nhưng rất vững vàng.

Phát huy những giá trị truyền thống, ngày nay chùa vẫn là nơi tổ chức các hình thức sinh hoạt văn hoá dân gian lành mạnh, lễ hội truyền thống ở địa phương. Ngày 15 tháng Giêng, tại chùa thường diễn ra lễ khao tống thuyền rồng, đây là lễ cúng Phật cầu nguyện cho quốc thái dân an. Ngày 8-4 (âm lịch) có lễ lập hạ tại chùa, cầu thời tiết thuận hoà, mùa màng tốt tươi.

Chùa Nhất Trụ nằm cách đền thờ vua Lê Đại Hành 150 m. Đằng sau những giá trị lịch sử, văn hoá, kiến trúc của chùa Nhất Trụ, còn có một kho truyền thuyết hấp dẫn, sinh động về đất và người Hoa Lư từ thế kỷ thứ X đang đón chờ du khách thập phương khám phá.