Chùa nằm trên một khu đất có hình thể như 6 hiền sĩ hội tụ, thế tứ linh (long, ly, quy, phụng). Phía Đông Nam và Tây Nam là hình thể của phượng châu, quy bái. Phía Tây Bắc là quy phục uy nghi một dải Thần Long rủ đầu xuống ngôi chùa, vì thế nên mới gọi tên chùa là Hàm Long. Nhưng thời Lý - Trần, chùa Hàm Long chưa có quy mô kiến trúc lớn.
Đến đầu thế kỷ XVIII thời Lê trung hưng, xuất hiện vị Trịnh Hòa thượng là con trai của Tấn Quang vương Trịnh Bính đến tu hành tại chùa, ngài có thế danh là Trịnh Thập, pháp danh là Như Trừng tự Lân Giác hiệu là Cứu Sinh, ngài là đệ tử của Thiền sư Chân Nguyên ở núi Yên Tử.[5] Vốn dĩ ngài là em trai của chúaTrịnh Cương và là phò mã của Thái thượng hoàngLê Hy Tông. Tuy thân sống trong lầu son gác tía, mà tâm hằng gởi gắm trong cửa Thiền. Sau đó ngài xin triều đình cho thoát tục xuất gia, chuyển tư dinh ở huyện Thọ Xương thành chùa Liên Tông để tu hành (tức là chùa Liên Phái hiện nay).[note 3] Sau đó ngài cũng đến tu hành tại chùa Hàm Long, trong giai đoạn này chùa được trùng tu xây dựng quy mô lớn với nhiều công trình: tiền đường, tam bảo, tổ đường (nhà tổ), nhà tăng, vườn tháp,... Sinh thời, ngài sáng lập ra chi phái Liên Tông thuộc phái Thiền Trúc Lâm. Trước khi viên tịch, ngài chỉ định Thiền sư Tính Ngạn làm trụ trì chùa Hàm Long. Sau khi niết bàn (viên tịch) thì Thiền sư Như Trừng Lân Giác là vị Tổ sư thứ nhất trong số 18 vị tổ sư của chi phái Liên Tông được thờ tại chùa.
Tháng 2 năm 1928 (niên hiệu Bảo Đại năm thứ 2), chùa được trùng tu với công sức đóng góp của tăng ni, phật tử đến từ 21 tỉnh trong cả nước. Điều này được ghi lại trong văn bia "Trùng tu Long Hạm tự bi" dựng vào ngày tốt tháng trọng xuân (仲春) tức tháng 2 năm Mậu Thìn.[6][note 4]
Năm 1951, quần thể kiến trúc của chùa đã chịu tổn thất lớn do thực hiện chủ trương tiêu thổ kháng chiến của chính quyền Việt Minh. Vào giai đoạn này, khi phá chùa Dạm, tượng Nguyên phi Ỷ Lan và tượng vua Lý Nhân Tông được gửi vào chùa Hàm Long để bảo quản.
Mãi đến thập niên 1990, dưới thời trụ trì mới Thích Thanh Dũng, chùa mới được trùng tu đáng kể:[note 5]
Năm 1995, ông cho trùng tu tổ đường.
Năm 1997, trùng tu thượng điện, tiền đường, xây lại 4 cây tháp trước cổng, 16 gian nhà khách và nhiều công trình khác.
Cuối năm 2000, UBND tỉnh Bắc Ninh ra Quyết định thành lập Trường Trung cấp Phật học tỉnh Bắc Ninh, trường đặt trụ sở ở trong khuôn viên chùa Hàm Long.[8] Hiện nay, Thượng tọaThích Thanh Trung đang là Hiệu trưởng của ngôi trường này.[4]
Năm 2007, xã Nam Sơn cùng với một số xã khác của huyện Quế Võ được cắt về thành phố Bắc Ninh nên chùa chuyển về thuộc địa phận của thành phố Bắc Ninh và giữ nguyên đến hiện nay.[9]
Ngày 20 tháng 3 năm 2014 (tức 20/02 năm Giáp Ngọ), Ban Trị sự GHPGVN tỉnh Bắc Ninh kết hợp với Tổ đình Hàm Long tổ chức Lễ Động thổ khởi công xây dựng công trình phụ trợ cho nhà chùa gồm Tam quan nội, hồ cảnh quan, chòi nghỉ, bãi đỗ xe,... với kinh phí khoảng 40 tỷ đồng.[10]
Hàng năm, vào ngày 15 tháng 2 âm lịch, nhà chùa đều tổ chức lễ hội cho đông đảo phật tử và nhân dân tham gia.
Hiện nay, chùa còn lưu giữ được một số tượng Phật cổ và 14 tháp mộ cổ từ thời Trần, Hậu Lê, Nguyễn. Trong đó có bốn pho tượng bằng đồng đặc sắc về cả thủ pháp nghệ thuật và kỹ thuật đúc đồng: tượng đức Phật Thích Ca cao 2,10 m; tượng A-nan và Ca-diếp cao 1,86 m (2 người trong số Thập đại đệ tử nổi tiếng của đức Phật); tượng Hoàng hậu Maya cao 1,58 m (mẹ của đức Phật). Các pho tượng đều được đúc đồng tại địa phương, mang thần thái rất ung dung tự tại, khiến cho mọi du khách đều cảm thấy nhẹ nhàng, thanh thản mỗi khi thăm viếng cảnh chùa.[7][11]
Ngoài ra, một số cặp câu đối còn lưu giữ tại chùa có thể phản ánh tâm thức Phật giáo của người dân vùng Bắc Ninh và phần nào hiểu được hành trình lịch sử mà chùa đã trải qua. Có thể kể đến một số cặp sau:
Thủy khai sơn ư Long Hạm trụ trì chung ngộ Khổng Lộ quốc sư chi tâm pháp giới đương xuân nhi thần tiếp tịnh vực.
Sơ hóa doanh ư Liên Phái chi thiền trung thụ giới, Châu An Tử chi tông phong kế thố ư Phật Tích danh lam.
(Giáp Tý đông, Hiếu Linh cửu niên tạo; bản ấp Mậu Tài soạn).
Một điều khá đặc biệt là chùa Hàm Long được coi như một trung tâm nhốt "trùng" lớn nhất cả nước. Tương truyền, từ ngày xưa, các vị chư tăng ở đây đã có những phương pháp trấn "trùng" rất huyền bí mà hiệu quả. Người ta lưu truyền về một nơi "nhốt trùng" an toàn nhất là chùa Hàm Long.[2][13]
Sở dĩ chùa Hàm Long được dân gian cho là nơi có khả năng "nhốt trùng" vì dưới thời Tổ Như Trừng, ngài thấy chúng sinh quá lo sợ vì những cái chết liên tục trong gia đình, dòng họ mà nay ta gọi là "trùng tang", ngài đã phát tâm viết bộ kinhThập nguyện cứu sinh để tụng trì và bộ ván in khắc phù giải, giúp cho những vong hồn được siêu linh. Năm 1737, sau khi viên tịch, di sản của ngài được để lại trong 2 ngọn tháp: tháp xây gạch chứa xá lợi của ngài, còn tháp bằng đá gọi là tháp tổ Như Trừng Lân Giác (Cứu Sinh) chứa công phu tu tập cả đời của ngài.[5]
Ngày 10 tháng 6 năm 2016, Phó Chủ tịch UBND tỉnh Nguyễn Văn Phong ký phê duyệt Quyết định số 659/QĐ-UBND về việc Phê duyệt Quy hoạch tổng thể bảo quản, tu bổ, phục hồi Cụm di tích Chùa Dạm - Chùa Hàm Long.[14] Căn cứ theo Quyết định đó, khu vực chùa Hàm Long được chia thành 2 phân khu bảo vệ:
Khu vực bảo vệ 1 rộng 0,98 ha được xác định là toàn bộ khuôn viên chùa hiện nay và khu vườn tháp cổ thời phong kiến. Với tinh thần là sẽ được giữ nguyên trạng và tu bổ, sửa chữa nhũng hư hỏng, xuống cấp nhưng phải tuyệt đối tuân thủ nguyên tắc bảo tồn di tích. Một số hạng mục cần tu bổ như: Tam quan, nhà trai, hành lang nối giữa nhà Tổ với đền thờ Nguyên phi Ỷ Lan và nhà Tam bảo,...
Khu vực bảo vệ 2 rộng 1,61 ha là khu vực tiếp giáp, phía trước chùa được quy hoạch xây dựng mới để phát huy giá trị di tích gồm: tam quan nội, tam quan ngoại, bãi đỗ xe, hồ cảnh quan,... và hệ thống đường giao thông tiếp cận.
^Căn cứ theo Bảng giới thiệu Di tích bằng chữ Quốc ngữ tại chùa thì chùa Hàm Long được khởi lập năm 1158, có tài liệu cho rằng chùa được khởi lập từ năm 1115.
^Một số tài liệu bị nhầm lẫn thành Thiền sư Dương Không Lộ, bởi vì cả hai ông đều được phong Quốc sư của triều Lý và đều là thiền sư tinh thông đạo pháp, y thuật.
^Năm 1840, chùa được đổi tên thành chùa Liên Phái như ngày nay vì kiêng húy vua Thiệu Trị: Nguyễn Phúc Miên Tông.
^Tháng trọng xuân (chữ Hán: 月仲春) tức là tháng thứ hai của mùa xuân, ở trong văn bia này ý muốn nói đến tháng 2 âm lịch năm Mậu Thìn (1928).
^Căn cứ theo Bảng giới thiệu bằng chữ quốc ngữ tại chùa.
^Nguyễn Quang Khải (28 tháng 3 năm 2019). “Chùa Hàm Long với những kiệt tác về hoành phi, câu đối”. skhdt.bacninh.gov.vn. Sở Nội vụ Bắc Ninh. Truy cập ngày 3 tháng 8 năm 2019. Văn bia "Trùng tu Long Hạm tự bi" dựng vào ngày tốt tháng Trọng Xuân năm Mậu Thìn niên hiệu Bảo Đại thứ 2 (tháng 2/1928), chúng ta biết được tình hình công đức của Phật tử 21 tỉnh, TP trong lần trùng tu chùa vào năm 1928.[liên kết hỏng]