Chùa Nãi Sơn còn bảo lưu được
hai di vật có niên đại xa xưa, bước đầu có thể đưa ra nhận định về nguồn gốc
xây dựng của di tích: Thứ nhất là tấm bia đá “Đại Thống tự bi ký” khắc vào đời vua Lê Thần Tông, niên hiệu Vĩnh
Trị thứ 3 (1621) nội dung bia ghi danh các vị có chức sắc, các gia đình dòng
dõi cúng tiền sửa chùa. Thứ hai là quả chuông đồng "Đại Thống tự chung” đúc vào triều vua Nguyễn Quang Toản, triều
Tây Sơn, niên hiệu Cảnh Thịnh thứ hai (1801) ghi tên những người góp tiền đúc
chuông. Qua hai tư liệu trên, có thể khẳng định chùa Nãi Sơn được xây dựng khoảng
trước và trong thời Mạc, thế kỷ XVI. Mặt khác, theo truyền ngôn của dân làng kể
rằng, chùa Nãi Sơn có từ thời Lý Trần. Tuy nhiên, khu vực Tú Sơn nằm trong vành
đai Dương Kinh, quê hương của vương triều Mạc thế kỷ XVI nên việc sửa chùa, tạc
tượng, đúc chuông được Nhà Mạc đặc biệt chú trọng. Theo đó, chùa Nãi Sơn cũng
được sửa chữa, trùng tu, tôn tạo. Ngoài ra, trong di tích còn một tấm bia đá khắc
vào năm Tự Đức Kỷ Mão mệnh danh “Hậu Phật bi ký”; nhiều đồ thờ tự, câu đối, cửa
võng... làm phong phú cho di tích như bức cửa võng treo giữa Phật điện và hai bức
đại tự “Nam Sơn Chi Thọ”, “Phúc Như Đông Hải” ghi năm tạo tác là Bảo
Đại thập lục niên xuân (1941). Chùa Nãi Sơn đã có một quá trình dài tồn tại lâu
dài qua các thời kỳ và luôn được trùng tu sửa chữa để duy trì thực hiện đời sống
tâm linh của người dân địa phương.
Công trình được xây dựng trong một
khuôn viên đất đai rộng, gồm chùa chính, nhà khách và ban thờ các vị sư tổ, toà
thờ Mẫu và trai phòng. Di tích có một gian dành riêng cho việc tạm thờ vị Thành
hoàng làng Nãi Sơn (vì trong kháng chiến chống Pháp, đình làng đã bị dỡ bỏ). Chùa
Nãi Sơn có bố cục kiến trúc kiểu chữ đinh với 3 gian tiền đường và 3 gian Phật
điện. Công trình được xây quay theo hướng Bắc. Trước kia tiền đường có 5 gian
nhưng sau hoà bình lập chỉ giữ lại được ba gian như hiện nay. Cổng tam quan xây
theo kiểu chồng diêm 3 tầng mái sát cạnh con đường làng. Trên cổng tam quan có
đắp 3 chữ Hán “Đại Thống Tự”. Mặt chính diện, bên trên bờ nóc mái ở chính giữa
đắp hình mặt trời, hai đầu ngoài đắp hình thuỷ quái ngậm bờ nóc. Bộ mái lợp
ngói tây, đang trong giai đoạn rêu phong. Tường hồi xây kiểu đấu trụ giật tam cấp.
Khoảng cách giữa các trụ đắp bằng vôi vữa với hai đường để trơn.
Từ sân qua bậc tam cấp chạy suốt
mặt chính diện tiền đường là hiên thềm rộng rãi. Qua một ngưỡng cửa cao là phần
kiến trúc thứ nhất của ngôi chùa. Toàn bộ các kết cấu như vì nóc mái, vì dưới,
hoành, xà đứng vững trên 5 vì kèo gỗ lim và hai tường hồi bít đốc. Mỗi vì kèo
có bốn hàng cột gồm 2 cột cái và 2 cột quân. Các cột được kê trên chân tảng đá
xanh tạo dáng tròn, đế vuông. Đội xà nóc (thượng lương) là dép gỗ hình thuyền
chàm vát, hai đầu khắc chìm chữ thọ. Bên dưới là một thanh chồng rường bụng
khoét lõm hình cánh cung, hai đầu kê trên đấu gỗ vuông khắc hình cánh sen. Bên
trên đỡ đôi hoành mái thứ nhất. Nối hai đầu cột cái là một thanh câu đầu dẹt
bào soi hai mặt. Bụng câu đầu tạo ô trang trí hình chữ nhật và ghi các chữ Hán “Càn
nguyên hanh lợi trinh” – “Bảo Đại công tại bắc”. 5 vì kèo cột trong kiến trúc
toà tiền đường chùa Nãi Sơn được làm theo thức đăng đối, giống hệt nhau trải đều
3 gian. Các chi tiết kiến trúc chủ yếu là bào trơn đóng bén nên khá chắc chắn.
Kiến trúc toà hậu cung chùa Nãi Sơn là một Phật điện gồm 3 gian. Vì nóc mái làm
theo kiểu chồng rường đốc thước. Nối hai đầu cột cái là một quá giang. Trên
lưng quá giang dựng hai cột trốn đỡ thanh chồng rường đội thượng lương. Vì dưới
được tạo thành bởi một kẻ chuyền.
Theo tư liệu lịch sử Đảng bộ xã
Tú Sơn và hồi ký của những nhân chứng lịch sử, chùa Nãi Sơn là một trong những
địa điểm ghi lại nhiều sự kiện cách mạng và kháng chiến của đảng bộ, chính quyền
và nhân dân địa phương. Cách mạng Tháng 8 thành công, chùa đã trở thành nơi luyện
tập của đội võ sỹ đạo, nơi hội họp của các tổ chức quần chúng. Khi cuộc kháng
chiến toàn quốc nổ ra, nhà chùa đã ủng hộ quả chuông quí để đúc làm vũ khí. Tháng
9 năm 1947, thực dân Pháp chiếm đóng đồn Đồng Mô, chùa Nãi Sơn là nơi hoạt động
kháng chiến của cán bộ, đội du kích xã. Những năm 1948, 1950, 1951, trong điều
kiện khó khăn, do thực dân Pháp đã chiếm đóng xã Tú Sơn, chùa Nãi Sơn là địa điểm
của nhiều tổ chức cách mạng hoạt động bí mật. Trong khuôn viên chùa là hầm bí mật
được xây dựng để nuôi giấu cán bộ về chỉ đạo cuộc kháng chiến. Với nhiều hoạt động
tích cực, chùa Nãi Sơn đã góp phần vào thắng lợi chung của cuộc kháng chiến chống
thực dân Pháp xâm lược của chính quyền, nhân dân địa phương.
Hàng năm, cứ vào ngày 20 tháng
Giêng, nhân dân trong làng xã và các vùng phụ cận lại tụ hội về mái chùa này để
cùng nhau sinh hoạt văn hoá tâm linh. Là một sơn môn nhỏ, số lượng dân cư không
đông, do vậy trong lễ hội truyền thống của chùa Nãi Sơn, những yếu tố của văn
hoá dân gian gần như không có. Khách dự hội, đến chùa cầu mong sự che chở độ
trì của đức phật, hướng tới cải thiện trong cuộc sống.
Ngày 24 tháng 10 năm 2005, Uỷ
ban Nhân dân thành phố ra Quyết định số 2427-QĐ/UBND công nhận Chùa Nãi Sơn là
Di tích Lịch sử Văn hóa cấp thành phố.