Vua[[Hoàng đế]] [[Lý Thánh Tông]] (1054-1072) đã cho xây dựng chùa vào năm Long Thụy Thái Bình thứ 4 ([[1057]]), và cho đúc một quả đại hồng chung nặng 1 vạn 2 ngàn [[cân ta]] (tức 7.260 [[kilôgam|kg]]) đặt trong chùa. Chùa có ''Đại Thắng Tư Thiên bảo tháp'' (tháp大勝資天塔) (còn gọi là [[Tháp Báo Thiên]]), có tầng trên cùng dát [[đồng]], được xây dựng một năm sau khi chùa được xây xong.
Suốt hai triều [[nhà Lý|Lý]]-[[nhà Trần|Trần]] gần 400 năm, chùa Báo Thiên là một ngôi [[quốc tự]] nổi tiếng của kinh đô [[ĐạiThăng ViệtLong]].
Năm [[1427]], trong thời [[Bắc thuộc|thuộc Minh]], khi quân [[nhà Minh|quân Minh]] bị vây trong thành [[Hà Nội#Thăng Long, Đông Đô, Đông Quan, Đông Kinh|Đông Quan]] (tức Hà Nội ngày nay) cố thủ để chờ quân tiếp viện, đã đến chùa, tốc chóp tháp đồng, nấu chảy đại hồng chung và tất cả những gì bằng đồng để làm vũ khí chống lại [[khởi nghĩa Lam Sơn|nghĩa quân Lam Sơn]]<ref name="Lê Quang Vịnh">[http://www.giaodiemonline.com/noidung_detail.php?newsid=2013 Lịch sử cụ thể về một khu đất có tên gọi là phố Nhà Chung ở Hà Nội], Đại Đoàn Kết, 01/02/2008</ref>.
Cùng với chuông[[Chuông Quy Điền]], vạc[[Vạc Phổ Minh]] và tượngTượng Phật chùa Quỳnh Lâm, [[thápTháp Báo Thiên]] trong chùa được coi là [[An Nam tứ đại khí]] (4 bảo vật của nước Nam). Có tài liệu cho rằng Tháp Báo Thiên bị phá vào thời thuộc Minh để chế súng; hai trong số [[An Nam tứ đại khí]] khác là chuôngChuông Quy Điền và vạcVạc Phổ Minh được xác định do tướng Minh là [[Vương Thông]] phá để lấy đồng đúc vũ khí<ref>Theo bài [http://www.hanoinews.com.vn/vn/53/130245/ An Nam tứ đại khí] trên báo Hà Nội mới điện tử</ref>. [[An Nam tứ đại khí]] chỉ còn lại tượng [[chùa Quỳnh Lâm (định hướng)|chùa Quỳnh Lâm]].
Thời [[nhà Lê sơ|nhà Lê]], nền tháp bị phá đã được tôn cao bằng một [[đàn tràng]] ở gần nơi bây giờ là [[Nhà thờ Lớn Hà Nội]]. Trong [[đền Lý Quốc Sư|chùa Lý Quốc Sư]] ngày nay vẫn còn lưu giữ bản gấm thêu sắc tứ từ đời Cảnh Hưng (tức vua [[Lê Hiển Tông]] 1740-1786) nói về sự kiện này.<ref name="Lê Quang Vịnh"/>
