早在辽宋时期，现在白塔寺的原址上曾修建过一座佛塔，后来此塔毁于战火。元至元八年（1271年），忽必烈敕令在辽塔遗址的基础上重新建造一座喇嘛塔。于是在当时入仕元朝的尼泊尔匠师阿尼哥主持下，经过八年的设计和施工，到至元十六年（1279年）终于建成了白塔，并随即迎请佛舍利入藏塔中。

白塔修建完成后，忽必烈又下令以塔为中心兴建一座“大圣寿万安寺”。据史书记载，这座寺庙范围是由从塔顶处射出的弓箭的射程决定的，面积达16万平方米。元朝时大圣万安寺的香火极为旺盛，但是至正二十八年（1368年）的一场特大雷火，烧毁了寺院所有的殿堂，唯有白塔幸免于难。