1436年，明朝第六位皇帝明英宗朱祁镇9岁登基，年号正统，皇帝年幼，太皇太后张氏佐政。张氏倚重贤臣名将治理朝政，在社会治理方面，守此前“仁宣之治”带来的社会经济繁荣之成，宫廷内外的佛教信仰氛围浓厚，明正统到天顺期间，京城内外就新建寺院200余所。
太皇太后张氏笃信佛教，民间的佛教信仰在这个时期也得到空前发展，根据当时的文献记载，信佛的人数已经相当庞大。许多宦官也大多信仰佛教，平日休假时住到寺中礼佛，死后葬于寺旁。
信奉佛教的五朝宦官李童，想要建一座寺院，上可虔奉香火为国祈福，下可弘扬佛法导人向善，以报答诸帝宠信之恩。他画了一张山水形状图，派懂得风水者寻访类似的地方，最终找到了北京西山。李童捐出自己的积蓄，同时也向僧俗人等及大内信官募集资金。他让土地所有者工部侍郎蔡信布施地基，恭请僧录司右善世祖渊的嗣法弟子福寿禅师带领僧众主持寺院建设，正统四年（1439年）动工，正统八年（1443年）竣工，明英宗钦赐寺额“法海禅寺”。
明弘治十七年（1504年）至正德元年（1506年）法海寺曾进行过重修。当时的寺院包括大雄宝殿、伽蓝、祖师二堂、四天王殿、护法金刚殿、钟楼、鼓楼等，现只存大雄宝殿一处，壁画是法海寺的镇寺之宝。法海寺壁画是中国现存元、明、清以来由宫廷画师所作为数极少的精美壁画之一，与敦煌，永乐宫壁画相比各有千秋。其精美程度和艺术价值可与欧洲文艺复兴时期的壁画相媲美。
法海寺壁画分布在大殿的扇面墙，东西山墙和后山墙壁，共九铺，面积236.7平方米，分为《祥云图》、《佛众赴会图》、《三大士图》和《帝释梵天图》几种，所绘内容是佛众菩萨、二十诸天、飞天仙女、动物花卉和山水祥云等，绘神佛人物77位，姿态各异，神情不一。壁画是由当时的宫廷画士官宛福清、王恕，画士张平、正义、顾行、李原、潘福、徐福林等15人所绘。画中有说法和坐禅的，有徐徐行进的，有膜拜的，还有冉冉飞舞的。所绘人物、禽兽、神怪形象真实，和谐明快，所绘草木等生意盎然，组成了一幅幅或清新明净、或庄严肃穆的佛国仙境画面。
其中最精彩的是《水月观音图》部分。所绘之观音面如满月，屈右腿、盘左膝，坐于礁岩之上。她的披纱远看轻薄而欲隐欲现，细如蛛丝，薄如蝉翼。近看会发现这些都是极为细密的线条勾画成的网，上面呈现六棱形的花瓣，每一花瓣竟然都是由48根比发丝还细的金线组成，其宝冠项圈及璎珞花饰样样精制。画师运用沥粉堆金的技法，如果有阳光照在上面，花瓣散发着金光，呈现出一片金碧辉煌。画师以传神之笔刻划出表情慈悲、形态庄严的观世音菩萨，给人以出世超凡、庄严肃穆、清晰明净的感觉，达到了极高的艺术境界。
复杂而精细的绘制技法，使法海寺壁画精美绝伦。法海寺壁画突出体现了中国古代绘画神传文化的特色以及高超的绘画技艺。其中最为突出的是运用了贴金、混金、描金、拨金等多种用金的装饰技法，这在中国壁画中是仅有的。壁画中各类人物的形象刻划上无不精细入微，惟妙惟肖，更重要的是突出体现了神佛的内心世界，威严与慈悲同在，达到了刻画神佛艺术的最高境界。
法海寺创建至今已有580年历史，由于偏居京郊荒山之中，因此躲过了北京历史上数次兵燹战乱，寺中壁画得以保全。大雄宝殿内原有三世佛和十八罗汉等塑像在“文革”期间被毁，据说，红卫兵也要毁掉壁画那天，突然变天，天昏地暗，打雷下雨，很多人吓坏了因此住手，壁画才被完整保留了下来。壁画上有一些孔洞，是因为1949年中共统治大陆后，法海寺曾一度为军队的驻扎处，无知的士兵洗完衣服直接在大殿的北壁上钉钉子，拉绳子晾衣。
