1436年，明朝第六位皇帝明英宗朱祁鎮9歲登基，年號正統，皇帝年幼，太皇太后張氏佐政。張氏倚重賢臣名將治理朝政，在社會治理方面，守此前「仁宣之治」帶來的社會經濟繁榮之成，宮廷內外的佛教信仰氛圍濃厚，明正統到天順期間，京城內外就新建寺院200餘所。
太皇太后張氏篤信佛教，民間的佛教信仰在這個時期也得到空前發展，根據當時的文獻記載，信佛的人數已經相當龐大。許多宦官也大多信仰佛教，平日休假時住到寺中禮佛，死後葬於寺旁。
信奉佛教的五朝宦官李童，想要建一座寺院，上可虔奉香火為國祈福，下可弘揚佛法導人向善，以報答諸帝寵信之恩。他畫了一張山水形狀圖，派懂得風水者尋訪類似的地方，最終找到了北京西山。李童捐出自己的積蓄，同時也向僧俗人等及大內信官募集資金。他讓土地所有者工部侍郎蔡信佈施地基，恭請僧錄司右善世祖淵的嗣法弟子福壽禪師帶領僧眾主持寺院建設，正統四年（1439年）動工，正統八年（1443年）竣工，明英宗欽賜寺額「法海禪寺」。
明弘治十七年（1504年）至正德元年（1506年）法海寺曾進行過重修。當時的寺院包括大雄寶殿、伽藍、祖師二堂、四天王殿、護法金剛殿、鐘樓、鼓樓等，現只存大雄寶殿一處，壁畫是法海寺的鎮寺之寶。法海寺壁畫是中國現存元、明、清以來由宮廷畫師所作為數極少的精美壁畫之一，與敦煌，永樂宮壁畫相比各有千秋。其精美程度和藝術價值可與歐洲文藝復興時期的壁畫相媲美。
法海寺壁畫分布在大殿的扇面牆，東西山牆和後山牆壁，共九舖，面積236.7平方米，分為《祥雲圖》、《佛眾赴會圖》、《三大士圖》和《帝釋梵天圖》幾種，所繪內容是佛眾菩薩、二十諸天、飛天仙女、動物花卉和山水祥雲等，繪神佛人物77位，姿態各異，神情不一。壁畫是由當時的宮廷畫士官宛福清、王恕，畫士張平、正義、顧行、李原、潘福、徐福林等15人所繪。畫中有說法和坐禪的，有徐徐行進的，有膜拜的，還有冉冉飛舞的。所繪人物、禽獸、神怪形象真實，和諧明快，所繪草木等生意盎然，組成了一幅幅或清新明淨、或莊嚴肅穆的佛國仙境畫面。
其中最精彩的是《水月觀音圖》部分。所繪之觀音面如滿月，屈右腿、盤左膝，坐於礁岩之上。她的披紗遠看輕薄而欲隱欲現，細如蛛絲，薄如蟬翼。近看會發現這些都是極為細密的線條勾畫成的網，上面呈現六棱形的花瓣，每一花瓣竟然都是由48根比髮絲還細的金線組成，其寶冠項圈及瓔珞花飾樣樣精製。畫師運用瀝粉堆金的技法，如果有陽光照在上面，花瓣散發著金光，呈現出一片金碧輝煌。畫師以傳神之筆刻劃出表情慈悲、形態莊嚴的觀世音菩薩，給人以出世超凡、莊嚴肅穆、清晰明淨的感覺，達到了極高的藝術境界。
複雜而精細的繪製技法，使法海寺壁畫精美絕倫。法海寺壁畫突出體現了中國古代繪畫神傳文化的特色以及高超的繪畫技藝。其中最為突出的是運用了貼金、混金、描金、撥金等多種用金的裝飾技法，這在中國壁畫中是僅有的。壁畫中各類人物的形象刻劃上無不精細入微，惟妙惟肖，更重要的是突出體現了神佛的內心世界，威嚴與慈悲同在，達到了刻畫神佛藝術的最高境界。
法海寺創建至今已有580年歷史，由於偏居京郊荒山之中，因此躲過了北京歷史上數次兵燹戰亂，寺中壁畫得以保全。大雄寶殿內原有三世佛和十八羅漢等塑像在「文革」期間被毀，據說，紅衛兵也要毀掉壁畫那天，突然變天，天昏地暗，打雷下雨，很多人嚇壞了因此住手，壁畫才被完整保留了下來。壁畫上有一些孔洞，是因為1949年中共統治大陸後，法海寺曾一度為軍隊的駐紮處，無知的士兵洗完衣服直接在大殿的北壁上釘釘子，拉繩子晾衣。
