唐王朝非常重视大慈恩寺，特地请闻名遐迩的玄奘法师担任大慈恩寺的住持。为了请到玄奘法师，还特令在寺内修了翻经院。
从公元648～658年间，玄奘法师在慈恩寺内潜心译经，并创立中国佛教一大宗派慈恩宗，又称唯识宗或法相宗，写出了不朽的巨著《大唐西域记》。
唐太宗和太子分别为他译的佛经写了《大唐三藏圣教序碑》和《述三藏圣教序记碑》，称颂他献身佛教事业的精神。这两篇文章由唐代大书法家褚遂良书写后刻成碑文，至今仍镶嵌在大雁塔底层南门西侧。
公元652年，玄奘上表请求在寺内翻经院造塔，以保存从印度带回来的佛经和佛像。这就是后来的“大雁塔”，塔是玄奘亲自设计的，高5层，约60米，砖面土心。后来砖缝草木丛生，塔身塌损。
公元701～704年，武则天在位时重建并增高至10层。后遭战乱破坏，于公元930～933年再次修葺时改为7层，高64米。现在的大雁塔保持着这次修葺后的面貌。