西明寺落成之日，唐高宗亲自参加了典礼。苏頲《唐长安西明寺塔碑》云：“遂赐田园百顷，净人百房，车五十两，绢布二千匹，征海内大德高僧，有毗罗、静念、满颢、广说、鹏耆、辩子、鹙子、知会凡五十人，广京师行业童子，有空静闻、善思喜法、须迦分施、撰择不染者，凡一百五十人，导天衢，指天寺，上御安福观以遣之，有则有容，昂昂禺禺，骈象马，错人龙，幡幢之阴，周四十里，伎乐之响，震三千界。”道宣《集古今佛道论衡》卷四《上以西明寺成召僧道士人内论义事一条》第二亦云：“显庆二年六月十二日，西明寺成，道俗云合，幢盖严华，明晨良日，将欲入寺，箫鼓振地，香华乱空。自北城之达南寺，十余里中，街衢阗。至十三日清旦，帝御安福门上。郡公僚佐，备列于下。内出绣像长旛，高广惊于视听，从于大街，沿路南往，并皆御览，事讫方还。”先期诠试的童子150人，也在这一天“于寺建斋度僧。命法师看度”，由玄奘法师亲自主持剃度。据苏頲、道宣所说，西明寺的落成典礼可谓盛极一时。随后武则天后布施青泥珠，章怀太子李贤铸造万斤铜钟。据《大唐实际寺故寺主怀恽奉敕赠隆阐大法师碑铭序》载，高宗时怀恽曾“奉敕于西明寺剃落”。会昌灭佛，西明寺因其国家寺院的性质得以幸免。会昌五年(845年)七月，武宗下令废寺，长安“每街留寺两所，寺留僧三十人。上都左街留慈恩、荐福，右街留西明、庄严。”唐宣宗即位后，西明寺一度更名为福寿寺。

西明寺建筑装潢精美。唐彦谦《西明寺威公盆池新稻》云：“莲盆积润分畦小，藻井垂阴擢秀稀。”元稹《西明寺牡丹》：“花向琉璃地上生，光风炫转紫云英。”诗中说到西明寺建筑中的藻井和琉璃瓦当。当时寺中拥有的碑文、壁画、题榜、法书都是上乘的艺术珍品。如“寺额则为玄宗朝南薰殿学士刘子皋所书，入西门南壁，杨廷光画神两铺，东廊东面第一间传法者图赞，褚遂良书，第三间利防等，第四间昙柯迦罗，并欧阳通书。”又有柳公权书《金刚经碑》，敦煌遗书中P4503为此碑的拓本。温庭钧《题西明寺僧院》说：“为寻名画来过寺，因访闲人得看棋。新雁参差云碧处，寒鸦辽乱叶红时。自知终有张华识，不向沧州理钓丝。”诗中“沧州”用杜甫《题玄武禅师屋壁》“满壁画沧州”句意。寺中的牡丹也负有盛名，除上文提到元稹有《西明寺牡丹》外，白居易亦有《牡丹芳》《西明寺牡丹花时忆元九》、《重题西明寺牡丹时元九在江陵》。

《太平广记》卷一百八十宋济条引卢言《卢氏杂说》：“唐德宗微行，一日夏中至西明寺。时宋济在僧院过夏。上忽入济院，方在窗下，犊鼻葛巾抄书。上曰：‘茶请一碗。’济曰：‘鼎水中煎，此有茶味，请自泼之。’上又问曰：‘作何事业？’兼问姓行。济云：‘姓宋第五，应进士举。’又曰：‘所业何？’曰：‘作诗。’又曰：‘闻今上好作诗。何如？’宋济云：‘圣意不测……’语未竟。忽从辇递到。曰‘官家、官家’。济惶惧待罪。上曰：‘宋五大坦率。’后礼部放榜，上命内臣看有济名。使回奏无名，上曰：‘宋五又坦率也。’”可见其时应试举子也游于此。

隋唐长安诸大寺中，西明寺、青龙寺已局部发掘。西明寺最东侧发现一殿址，宽51.5米，深33米，为宽九间深六间的大殿。此殿并非主殿，已有如此规模，可推知主殿当更为壮丽。青龙寺占新昌坊的四分之一，面积13.3公顷，已发现西部塔院基址，院宽98米，长近140米，周以回廊，南北各开门。院中前部为塔基，方15米。后部相隔45米为大殿基，面阔十三间，深五间，宽52米、深20.5米，其规模竟和唐大明宫含元殿相近。

西明寺在石廪峰。峰下有西明洞，故名。又名西明精舍。清潘未来到此写有《西明精舍》诗：“云横石路水平潭，千树松荫覆一龛。最是僧家能选胜，山才住处便为庵。”后废。