Theo sách sử chép lưu tại chùa này, vào năm 1844, nhân dịp mừng lễ "bát thọ" bà nội ( Thuận Thiên Cao Hoàng hậu, vợ vua Gia Long), vua Thiệu Trị đã xây thêm tháp Phước Duyên hình bát giác, cao 21 m, gồm 7 tầng, mỗi tầng thờ một vị Phật. Bên trong có cầu thang hình xoắn ốc dẫn lên tầng trên cùng – tầng thứ bảy, thờ Đức Phật Thích Ca Mâu Ni. Điều đặc biệt nữa là theo bia hiện còn ở chùa Thiên Mụ thì chính nhà vua đã vẽ đồ án để kiến trúc tháp.
Chùa Thiên Mụ là cổ tự đẹp nhất xứ Đàng Trong xưa kia, được xây vào năm 1601 dưới thời chúa Nguyễn. Truyền thuyết kể rằng, khi chúa Nguyễn Hoàng vào làm Trấn thủ xứ Thuận Hóa, một lần rong ruổi vó ngựa dọc bờ sông Hương, ông bắt gặp một ngọn đồi nhỏ nhô lên bên dòng nước trong xanh uốn khúc, thế đất như hình một con rồng đang quay đầu nhìn lại. Ngọn đồi này có tên là đồi Hà Khê, ban đêm thường có một bà lão mặc áo đỏ quần lục xuất hiện trên đồi, nói với mọi người: "Rồi đây sẽ có một vị chân chúa đến lập chùa để tụ linh khí, làm bền long mạch, cho nước Nam hùng mạnh". Dưới thời vua Từ Đức, để cầu mong có con nối dõi, nhà vua sợ chữ "Thiên" phạm đến Trời nên cho đổi từ "Thiên Mụ" thành "Linh Mụ" (hay "Bà mụ linh thiêng").
Bố cục mặt bằng của chùa được chia làm hai khu vực: Phía trước có tháp Phước Duyên, lầu bia, lầu chuông… Khu vực phía sau cửa Nghi Môn gồm các điện thờ Phật và các nhà trai, nhà khách, vườn hoa, phía sau cùng là vườn thông u tịch. Chùa Linh Mụ được xếp vào 20 thắng cảnh đất Thần Kinh xư Huế xưa. Hơn bốn thế kỷ nay, tiếng chuông Linh Mụ vẫn sớm chiều ngân nga, vang vọng cùng tháp Phước Duyên vươn cao bên dòng sông Hương thơ mộng của xứ Huế, như ước nguyện của vua Thiệu Trị:
“Nhờ sự độ trì của Phật mà mây che biển và che núi/ Và mưa lành đã tưới mát cỏ cây”.
Bốn trụ biểu và các bậc thang dẫn lên chùa Thiên Mụ trên đồi Hà Khê.
Tháp Phước Duyên gồm 7 tầng cao 21m do vua Thiệu Trị đích thân vẽ kiểu tháp.
Tam quan chùa Thiên Mụ dẫn vào khu vưc phia sau có điện thờ Phật.
Chính điện chùa Thiên Mụ.
Khu vực nhà trai, vườn hoa.
Tiếng chuông Thiên Mụ vẫn sớm chiều ngân nga, vang vọng…
