Chùa Kiến Sơ là tên tự của di tích, tên thường gọi theo địa danh làng là chùa Phù Đổng. Chùa Kiến Sơ hiện nay thuộc thôn Phù Đổng, xã Phù Đổng. Ngôi chùa nằm liền kề sát phía tây bắc của dải đất Đền Thượng. Chùa được thiền sư Cẩm Thành xây dựng từ trước năm 820, sau khi Phật Giáo được truyền vào Đại Việt. Sử cũ ghi năm 820 (thời nhà Đường), sư Vô Ngôn Thông từ Quảng Châu (Trung Quốc) sang Đại Việt đã được thiền sư Cẩm Thành tôn là thầy và mời trụ trì tại chùa, góp phần mở ra phái thiền thứ hai trong đạo Phật nước ta. Lý Công Uẩn khi còn hàn vi đã từng đến đây tu và học kinh Phật, sau khi lên ngôi đã cho tu sửa mở mang chùa.
Hiện nay chùa còn lưu giữ được bộ tượng tròn có giá trị nghệ thuật cao, trong đó có các pho tượng tương truyền là tượng Vô Ngôn Thông, Lý Công Uẩn, Lão Tử, Khổng Tử; bộ sưu tập di vật khá phong phú về chủng loại gồm 47 pho tượng tròn được tạo tác rất công phu tinh xảo và mang giá trị nghệ thuật thế kỷ XVIII - XIX, một tấm bia hậu, một chiếc khánh đá, một cây hương đá niên hiệu thời Lê; một quả chuông đồng, 12 tấm bia hậu, 12 bức hoành phi, 12 đôi câu đối có nội dung ca ngợi sự linh thiêng của Phật pháp và cảnh đẹp của chùa. Bộ sưu tập di vật của chùa là những vật chứng lịch sử phản ánh sự trường tồn của một ngôi chùa cổ và là nguồn sử liệu quý giá góp phần tìm hiểu về lịch sử phát triển của Phật giáo Việt Nam qua các thời kỳ và lịch sử nghệ thuật điêu khắc trên các chất liệu gỗ, đá, đồng.
Một điểm đặc biệt là chùa Kiến Sơ còn hệ thống tượng La Hán được đặt ở dọc hành lang gồm 18 vị; gác chuông xây ở vị trí phía sau thượng điện.
Chùa Kiến Sơ là một di tích nằm trong Khu di tích Đền Phù Đổng được Thủ tướng Chính Phủ xếp hạng di tích quốc gia đặc biệt năm 2013.