位于湖州市劳动路。1963年就被列为浙江省重点文物保护单位。铁佛寺始建于南朝梁天监年间（502-519年）原名开元寺，初为尼寺。唐武德元年（618年）改为僧寺。开元二十六年（738年）改为开元寺，供唐明皇真容。北宋乾兴初（铁观音基座盆铭为天圣三年，即1025年）有僧鉴真铸铁观音像，置于开元寺东南隅（即开元寺东廊），号铁观音院。
熙宁元年（1068年）易赐“寿圣观音禅院”，南宋绍兴二十二年（1152年）改为“广福观音禅院”，内供铁观音像。元末（1368年）广福观音禅院毁于兵乱，仅存铁观音像。明洪武二年（1369年），移寺于今址，改名为铁佛禅寺。
文化大革命时期，释迦牟尼等三尊佛像被焚毁，铁观音因炼而不化幸存，并被称为“东方维纳斯”。
1978年，铁佛寺重修一新。充实几件珍贵文物，增置原存天宁寺的唐会昌三年（843年）“佛顶尊胜陀罗尼经幢”和元代赵孟頫手书“天宁万寿禅寺”巨碑等二件珍贵文物，及日本宝永三年（1706年）造铜钟（高1.6吨，重约1.5吨）一只。此外院内还有一口距今500多年的汉白玉古井。
寺分前殿和后殿，前殿正中有一尊铁观音造像。后殿正中陈列一口日本铜钟，后壁镶有元朝大书法家赵孟頫书写的《天宁万寿禅寺》巨碑。铁观音、日本铜钟和赵孟頫\\书写的巨碑，被称为铁佛寺的三件宝。
铁观音造像身高2.5米，重约1.5吨。身向右侧立，发髻高踞，面颊丰满，两手交叉胸前，似谛听梵音。赤脚露趾地站在莲花座上，体态呈S形，而莲花座一反常形，倒扣在地。其造形上承盛唐丰腴遗风，下开宋代俊丽先声，仪态端庄，眉目安详，神姿飘逸，衣褶流畅，整座佛像娴雅婀娜，造工精细，浑然一体，是一尊罕见的艺术珍品。美国、法国、德国、意大利、丹麦、日本诸国，都曾有代表团和艺术家来参观，或题诗、或留言，有的代表团赞誉铁观音是名副其实的“东方维纳斯”。 铁佛寺，原名开元寺，始建于唐朝开元年间（公元713—714年）。在开元寺东廊，名广福观音院，立观音像；西南隅有智者院，供奉普贤造像。因开元寺屡遭火灾，佛像屡造屡毁，相传到唐天宝元年（774年），鉴真大师三次东渡日本未成，曾从明州（今宁波）阿育王寺经越州（今绍兴）、余杭来湖州讲经授戒。开元寺大师们向他谈及开元寺常遭火灾，佛像每每补毁之事。鉴真 大师提出铸一尊铁之观音。因为条件尚不具备，未果。到宋天圣三年（1025年），方始承鉴真宿愿，铸成铁观音像。从那以后，观音院里佛灯长明，香火极盛。当时苏杭二州都有成批的香客前来敬香朝拜。元末广福观音院毁于兵乱，仅存铁观音像。明洪武二年（1369年）以院基地造泰定仓，移寺于今址；改名铁佛禅寺。宣德八年（1433年），僧昙壁又铸大铁佛释迦牟尼、文殊、普贤三尊，创慈云阁，寺院又呈兴旺景象。但到清同治年间（1862—1874年）又遭兵毁，正法眼藏被焚，仅存铁观音和三尊大佛立在露天。同遭风吹雨打日晒，三尊大佛上出现了锈点，唯铁观音不蚀不锈。同治十三年（1874年）重建观音殿；光绪初年（1875年）又重建铁佛殿。铁观音和三尊佛像，又开始承受人间香火。民国七年（1918年）为鉴真大师传授幽冥戒时再至扬州请来正法眼藏（法卷）。民国三十年（1941年）僧恒森接法卷为铁佛寺四十代主持。民国三十三年（1944年）重修，铁佛殿增塑阿傩，迦叶两尊佛像和十八罗汉塑像。
新*成立以后,人民政府重视保护文物古迹,1963年铁佛寺即被列为浙江省重点文物保护单位。“文化大革命”动乱期间，铁佛寺成湖州镇蔬菜大队的耐火厂，前殿成了制砖车间，后殿变为粉碎车间。铁观音和三尊大佛，先被抛于野外，后被锤子砸、铁锯锯，又抬到炉上熔炼。结果，三尊佛像被毁，铁观音因铸造时，在铁水中加入13种稀有金属元素如钛、锰、铬、硅、铜、银、铝等，所以砸而不碎，炼而不化，无法毁掉而幸，但已失去一手指。
1978年后，省、地政府先后拨款由原嘉兴地区文物管理委员会组织施工进行重修。铁观音造像重新耸立于大殿之上，失手修复，历劫再造，佛相重现。观音殿上有李碧岩撰、沙孟海书的一副抱联，文曰：“铁佛成像，经六朝妙手，当灾无损慈容神采；匠师造型，运三昧丰姿，阅世欣看艺术巧功。”极好地概括了铁观音像虽经千年沧桑仍然奕奕生辉的艰难历程。
修复后的铁佛寺，充实了几件珍贵的文物。将原天宁寺旧址保存的唐会昌三年（843年）《佛顶尊胜陀罗尼经幢》和《天宁万寿禅寺》巨碑迁入寺内保护。《天宁万寿禅寺》巨碑是元朝大书法家赵孟頫悦项受住持释淳明所托书此额，屡书不就，偶于僧厨文桌上书之，遒媚斐伟，遂以桌面立为匾额，后又勒石置于山门。陈列于后殿正中的一口日本铜钟，据考铸造于日本宝永三年（1706年），钟高1.6米，重约1.5吨。日本明治维新时，佛教一度冷落。杭州胡庆余堂药店创始人胡光墉东游日本时，购得铜钟若干只运回国内分赠各寺院，现仅存杭州岳庙及湖州铁佛寺各一口。此外，铁佛寺大院内还有一口围以汉白玉井圈的明代古井。据传此井是明宣德八年（1434年）为僧昙壁所造，已历五百余年，此井无论天旱水涝，总是不深不浅，不污不浊。
修整后的铁佛寺，红墙迤逦，花木扶疏，已是湖州人民的游览之所，国际友人也常来观光。1981年，浙江省人民政府重新公布铁佛寺为省级重点文物保护单位。