Qua nghiên cứu các tư liệu lịch sử đang lưu giữ tại Chùa cho biết cách đây khoảng 300 năm, bên hữu ngạn sông Dinh là một vùng đất (tục danh gọi là đất rừng) bằng phẳng, màu mỡ dân cư thưa thớt có nhiều cây cổ thụ rậm rạp, xanh tốt, phong cảnh quang đãng, thanh tịnh phù hợp với chốn thiền lâm. Vì vậy, Thiền sư Tế Hiển - Bửu Dương sau khi kiến lập, khai sơn chùa Thiên Bửu Thượng (thôn Điềm Tịnh, xã Ninh Phụng) vào khoảng năm 1725, Ngài vân du hoằng hóa, xuôi dòng sông Lốt đến vùng đất này, thấy mảnh đất địa thế đẹp, có rừng, có sông, Thiền sư đã chấn tích, khởi dựng một ngôi thảo am đặt tên là chùa Thiên Bửu để tu hành, hoằng dương Phật Pháp.
Từ khi được khởi dựng đến nay, chùa Thiên Bửu đã trải qua nhiều đời trụ trì và các lần tu bổ:
Thiền sư Đại Trì - Phước Khánh, đời thứ 37, Thiền phái Liễu Quán đã trùng tu chùa Thiên Bửu lần thứ nhất. Thiền sư Ngộ Hương – Phổ Nhãn là đệ tử đời thứ 39, phái thiền Lâm Tế, dòng kệ Tổ Định Tuyết Phong, đã trùng tu chùa lần thứ hai vào năm (1948-1952), chính điện được xây dựng kiên cố bằng gạch, mái ngói. Hòa thượng Tâm Phước – Hạnh Hải, đời 43, Thiền phái Lâm Tế, dòng kệ Liễu Quán trụ trì chùa từ 1956 đến năm 1998; năm 1962, Hòa thượng cho tu bổ chùa. Hòa thượng Thích Ngộ Tánh, pháp danh Quảng Thường, hiệu Hồng Đức là đệ tử đời 45 Thiền phái Liễu Quán trụ trì chùa từ năm 1998 đến nay; năm 2001, hòa thượng cho đại tu bổ chùa.
Chùa Thiên Bửu là một trong những ngôi chùa lưu dấu nhiều nhân vật, sự kiện liên quan đến sự hình thành và phát triển đạo Phật vùng đất Khánh Hòa nói riêng, vùng đất phía Nam nói chung, như: Thiền Sư Tế Hiển – Bửu Dương có công hoằng dương Phật Pháp ở Khánh Hòa và khu vực phía Nam; thiền sư Liễu Bửu – Huệ Thân được vua Minh Mạng ban Giới Đao – Độ Điệp; Hòa thượng Tâm Phước – Hạnh Hải có công thành lập Giáo hội Tăng Già Khánh Hòa; Hòa thượng Thích Ngộ Tánh có công mở Sơ cấp Phật học huyện Ninh Hòa đào tạo Tăng Ni ...
Chùa Thiên Bửu tọa lạc trên một khu đất bằng phẳng, diện tích 9.890,1m2, mặt tiền hướng Đông Nam.
Từ ngoài vào trong, chùa Thiên Bửu có bố cục mặt bằng tổng thể như sau: Tam quan, tiền đường, Phật điện, nhà tổ, đài Quan Âm, gác chuông, nhà trai đường, gác trống, giảng đường, nhà chúng, tháp Tổ Tế Hiển – Bửu Dương[1]. Với không gian cảnh quan thoáng đãng, thanh tịnh cùng các công trình kiến trúc được thiết kế uy nghiêm, tạo nên nét hài hòa độc đáo với lối kiến trúc chùa đặc trưng tiêu biểu ở tỉnh Khánh Hòa.
Hàng năm, chùa Thiên Bửu tổ chức những ngày lễ lớn: Lễ minh niên Kỳ An (Rằm tháng Giêng âm lịch), Lễ Phật đản (Rằm tháng Tư âm lịch), Lễ Vu lan (Rằm tháng Bảy âm lịch).