Chùa Tháp là một trong ngôi chùa có quy mô bề thế, còn lưu giữ những dấu tích còn lại của thời Trần. Theo tài liệu, chùa Tháp được xây dựng dưới triều Trần, niên hiệu Thiệu Long thứ 5 (1262), về phía Tây cung điện Trùng Quang (trong di tích đền Trần). Tuy nhiên, cũng có giả thuyết cho rằng, từ các minh văn trên bia, chuông, thì chùa có từ thời nhà Lý, có lẽ được xây dựng với quy mô rộng hơn từ năm 1262. Chùa Tháp là nơi tụng niệm của quan lại, giới quý tộc nhà Trần.
Đây cũng là nơi tu hành của vua Trần Nhân Tông (1279-1293). Cùng với sư Pháp Loa và Huyền Quang, vua Trần Nhân Tông đã sáng lập ra thiền phái Trúc Lâm, thường gọi là “Trúc Lâm Tam Tổ”, một dòng Phật giáo Việt Nam thế kỷ XVIII, XIX. Sau khi vua Trần Nhân Tông viên tịch, vua nối ngôi là Trần Anh Tông đã cho làm cỗ kiệu Bát cổng bằng đá, đặt 7 trong 21 viên xá lỵ của vua cha và xây tòa tháp lên trên.
Tháp Phổ Minh có 14 tầng, cao 19,5m, hai tầng dưới bằng đá, được chạm khắc hoa lá tinh xảo, 12 tầng trên xây bằng gạch. Mỗi đầu viên gạch có dòng chữ “Hưng – Long Thập Tam Niên” (1305) và khắc họa con rồng nổi thời Trần. Các tầng tháp đều có mái cong ở bốn phía. Trọng lượng tháp nặng khoảng 700 tấn trên một diện tích nhỏ 30m2, tọa lạc tại vùng chiêm trũng nhưng vẫn đứng vững suốt 7 thế kỷ qua. Đây là một kiến trúc thời Trần còn được giữ lại khá nguyên vẹn.
Các tài liệu còn cho rằng, ngày xưa ba tầng trên cùng của tháp bằng đồng. Có một chum đồng và nhiều di vật cổ, nổi tiếng là vạc Phổ Minh, nặng ngàn cân đặt trước Tháp cổ, những di vật này ngày nay không còn.
Chùa bao gồm: Tam quan, hai hồ sen, hai nhà bia và nhiều cây cổ thụ. Cụm kiến trúc chính của chùa gồm 9 gian tiền đường, 3 gian thiêu hương, toà thượng điện cũng 3 gian nhưng rộng hơn, xếp theo hình chữ "công". Bộ cửa gian giữa nhà tiền đường gồm 4 cánh bằng gỗ lim, to dày, chạm rồng, sóng nước, hoa lá và văn hoa hình học. Hai cánh ở giữa chạm đôi rồng lớn chầu mặt trời trong khuôn hình lá đề, được coi là một tác phẩm điêu khắc khá hoàn mỹ. Bộ cánh cửa còn giữ được những dấu ấn của nghệ thuật chạm khắc đời Trần.
Từ cổng vào, bước qua tam quan, nhìn thấy hai hàng cau thẳng tắp hai bên lối đi dẫn đến tháp Phổ Minh. Hai bên có hai hồ nước và hai nhà bia đối xứng. Cảnh chùa đẹp, yên bình. Hôm chúng tôi đến vào ngày mùng một, sân chùa có nhiều hoa tươi chuẩn bị cắm vào bình, không đông khách tham quan, chỉ có một số học sinh nam nữ tha thẩn ngắm cảnh chùa. Tháp Phổ Minh nằm phía trước tòa Tiền Đường. Cây hoa sứ phía trước tạo cho Tháp vẻ cổ kính trầm mặc. Hai cây muỗm hai bên Tiền Đường tỏa bóng mát bao trùm mái ngói rêu phong tạo cho Tiền Đường vẻ đẹp thật thanh bình. Qua giám định, hai cây muỗm có niên đại 316 năm và được công nhận là cây di sản Việt Nam. Bên trong Thượng điện có tượng Trần Nhân Tông nhập niết bàn (tượng nằm), tượng Trúc Lâm Tam tổ và nhiều tượng Phật đẹp về hình thể, cân đối với tỉ lệ, mang tính nghệ thuật cao.
Sau khi thắp hương, chúng tôi đi ra phía sau chùa. Một ngôi nhà dài 11 gian. Giữa là 5 gian nhà tổ, nên trái là 3 gian nhà tăng và bên phải là 3 gian điện thờ. Hai dãy hành lang nối tiền đường ở phía trước với ngôi nhà 11 gian ở phía sau làm thành một khung vuông bao quanh kiến trúc chùa. Vài người phụ nữ trẻ lặng lẽ làm công việc cắm hoa vào bình. Một bà cụ đầu vấn khăn đen, tóc bạc lòa xòa, gương mặt bà thật đẹp, một vẻ đẹp hiếm thấy của phụ nữ xưa đang đi thơ thẩn trong sân chùa tạo thêm cho quang cảnh chùa vẻ đẹp cổ kính.
Không chỉ những ngày lễ hội, cụm di tích “đền Trần – chùa Tháp” hầu như có khách đến thăm viếng quanh năm, là điểm tham quan của các bạn trẻ vào ngày nghỉ cuối tuần. Nhiều du khách đến viếng đền Trần lại bỏ qua việc tham quan chùa Tháp có thể do không biết hay không chú ý hay không còn thời gian. Do đó, nếu đến đền Trần bạn nên tham quan chùa Tháp trước. Để tường tận hết cụm di tích này phải mất một buổi.