白云寺位于平遥县城南19公里梁家滩村西宝峰山南麓，全称“白云禅院”，曾名“西域寺”。全寺依山势南向构建，层次叠上，别具一格。共计四进，衢道能上下，回廊可周旋。
据现存明嘉靖二十年（1541）十一月碑碣推断，白云寺初建于明代成化年间。时有绅士侯伯威，汾州平遥县南良庄人，在当地口碑颇佳，“头畜旺盛，地产积粟俱有千万”。侯伯威在本庄南西峪有承粮山庄一处，为求神灵庇佑，侯独资在此建一“白云庵”，后又扩建为白云寺，并将该处庄田赠为寺产僧业，以供自养。
白云寺初建时只有正殿和东西两庑，嘉靖十六年（1537），侯伯威之嫡曾孙侯迺再发虔诚，决心重修，并补盖南殿。由于所需资金庞大，侯迺除倾囊而出外，还得四处募化。当时，南峪地平沟有一座观音堂，是明弘治年间一位法号叫大千的僧人创建的，大千圆寂后，其徒可聪不愿继守，投奔文水县甘泉寺当住持，观音堂从此日趋荒废，殿宇淋漏，圣像难保。有高林村寺僧袭开想拆走，被侯迺等人拦阻。侯迺会同大千和尚的俗孙杜方等人商议，由杜到文水找到可聪，动员可聪具结交出观音堂产权。嘉靖二十年（1541）十月，众人把观音堂圣像请出，拆除殿宇，木料用于白云寺三间南殿的补盖工程，内塑弥勒佛和四大天王像，并将从观音堂请来的观音圣像，移供于弥勒佛像背后，同弥勒佛像相背而坐。又整修了正殿和钟楼。工程后期，购置金箔、颜料等还缺资金，侯迺又“沿村斋化，刺膊出血，调写施财名姓常住”，终于使工程完成。侯氏祖孙对白云寺的建立和发展功不可没。
白云寺于嘉靖二十年（1541）十一月竣工“开光”时，平遥知县曹俸（字白石，嘉靖十七年，即1538年任平遥知县）率普洞巡检司巡检孙镗等莅临，对倡修者深表赞赏。曹知县还即兴就壁题诗，愿为扶梁功德，孙镗也慨然施银。
白云寺下原有一“先师寺”，供祀先师菩萨。传说先师菩萨于唐代前往沁源灵空山时，曾在此歇脚，后人修寺祀之。嘉靖年间主持道士高道玄，擅自将寺内柏树砍卖，在村中霸混，侯迺告发于官府，没收其卖树银70两，买水地42亩，交白云寺住持僧祖义执掌，为寺院常产。祖义又另置地四十多亩。从此白云寺依赖大批田产，或租佃，或自耕，不但衣食不缺，平时修葺也有了资金来源。为保证白云寺田产稳定，当时的普洞关巡检孙镗、范纬，还出告示公告于众：“示仰当家，不许密卖寺地，拗者告首，追价入官，地仍作常住。”寺庙有了经济基础，并得到了统治者的支持，自能得以发展。从此，白云寺香火旺盛，门庭若市，名扬四海。每年农历六月十九日，为佛传观音菩萨成道日，定为白云寺古庙会，游客如山，常逾万人。
白云寺山门外有四株参天古柏，象征着佛门的四大金刚。山门为三开间拱门洞式，洞顶上于嘉庆元年（1796）七月十五日增建“春秋楼”三间，内供关羽金妆像，因关羽一生精读儒教“五经”之一《春秋》，并有很深的造诣，故名。山门两旁原有钟鼓楼各一座。
白云寺前院狭小，进山门拾级而上即进南殿，穿过南殿才是宽敞的中院。四面锢封，东西廊窑各五间，正殿窑七间，十字砖拱。内供高大的“横三世佛”，即东方净琉璃世界药师佛，西方极乐世界阿弥陀佛，中间是婆娑世界的释迦牟尼佛。“三世佛”两旁，东供韦驮，西供伽蓝菩萨。从释迦牟尼佛光影壁后，可转入“求子洞”，旧俗在这里摸得一块石子者，求男可生聪慧颖异贵子，求女可生端庄福德淑女。难怪早年每逢六月十九赛会时，善男信女来摸石子者甚众，佛教利用汉民族儒教伦理，扩大信仰市场，这又是一个范例。
穿过求子洞，出通往后院之小门，再顺两侧台阶而上殿顶，上面有“观音阁”三间，增建于清乾隆二十九年（1764）。阁中观音面南结跏趺坐，而观音背后之韦驮则合十面北而立。
由观音阁两侧可北上“古佛殿”。古佛殿是寺内最高的殿宇，旁有东西耳殿，前有东西配殿，皆平房。古佛殿为五间砖拱十字窑，殿宇高耸无前檐，前面墙以砖砌，为仿“欧洲古典旋柱式”建筑。但柱间距离仍遵守中国古代建筑传统规制，以明、次、稍递减。古佛殿前墙的柱头上，有许多砖雕图案，如青狮、白象、日、月等，还有阳刻隶书“唯心净土”、“自性弥陀”、“圣中圣”、“天上天”。平柱上刻有楹联一副：“众善奉行，万缘净尽；诸恶莫作，一性圆明。”这种以汉民族书法及砖雕艺术同西方古典建筑造型艺术相融合，不失为东西方文化碰撞而产生的艺术珍品，在佛寺中罕见。
古佛殿最初建于清乾隆年间，当时的住持僧人明远“尽心募化，竭己财力，开山垫沟，凿石成窑，接以砖洞，别成一院，上建佛殿，下作僧寮，东西两壁绕以禅窑，作参禅讲学之所。盖煌煌乎已成大观也”。（嘉庆二年，即1797年《重修山门并建关圣帝君殿与钟楼碑记》）道光二十六年（1846）做过补修，重修于民国十九年（1930）。古佛殿内供“三身佛”（法身、报身、应身），“四大菩萨”（文殊、普贤、观音、地藏），还有四尊供养菩萨。这十一尊塑像都是民国年间住持僧印聪和俗家居士郭士荣等主持整修白云寺时重塑的。大约从此时始，白云寺才改由净土宗掌院。
古佛殿后面之院，是僧人生活起居及平时打禅的地方，可称僧房院。出僧房院旁门往北为塔院，现存舍利塔五座，佛家称高僧遗骨为舍利，所以五座塔皆为历年高僧墓塔。