Thực ra, theo truyền ngôn, chùa này đã có từ đời vua Lý Nam Đế (544-548), thường gọi là nhà Tiền Lý, để phân biệt với nhà Hậu Lý (Lý Công Uẩn). Chùa có thời kỳ mang tên là chùa Bát Tháp (Tám ngọn tháp). Đất Thăng Long văn vật đời xưa, quy mô còn nhỏ hẹp lắm. Chỉ có khu vực hoàng cung, là nơi vua ở và thiết triều, được xây dựng bằng gạch ngói khá nguy nga tráng lệ. Các bà vợ vua đương nhiên cũng có điện ngọc cung vàng. Còn có những tòa điện các cho các quan chức các bộ, viện…làm việc. Các quan lớn bé đều ở ngoài hoàng cung. Ai có gia đình thì được cấp một khoảnh đất nhỏ để làm nhà ở. Từ các đời Hậu Lý, Trần, Lê-Mạc và Lê trung hưng (Lê-Trịnh), đại khái, đều như thế cả. Nhà cửa các quan đều đơn giản, tranh tre vách nứa vậy thôi. Làm quan đến chức Thượng thư như Nguyễn Bảo, vợ con ở quê xa, phải đi ở nhờ một ngôi chùa ngoài cánh đồng. Tham tụng (Tể tướng) như Bùi Huy Bích cũng chỉ dựng căn nhà nhỏ đơn sơ bên đầm sen, ốm đau cũng chỉ có một mình. Sáng tinh mơ thì các quan lo dậy sớm để chuẩn bị vào thành làm việc. Đi rất sớm, phải đứng chờ đợi trước cổng thành (cửa Đông Hoa), khi có trống hoặc chuông báo mở cổng, mới lục tục đi vào “cơ quan” làm việc. Mưa gió rét mướt cũng phải đứng chờ. Thơ của các cụ ta thể hiện rất rõ đời sống sinh hoạt, tâm tư tình cảm và qua đó, hiện lên một cách sinh động hình ảnh xã hội đương thời.
Năm 1471, vua Lê Thánh Tông đem đại quân viễn chinh đi đánh Chiêm Thành, giết chết vua Chiêm là Trà Toàn, mở rộng lãnh thổ đến đèo Cù Mông. Khi rút quân về Thăng Long, vua cho mang theo nhiều tù bình nước Chiêm và nhiều phi tần của Trà Toàn. Một cô vợ cũ của Trà Toàn rất xinh đẹp, Thánh Tông sủng ái nhất, đặt tên là Phan Thị Ngọc Đô, cùng 24 cung nữ theo hầu. Vua Lê Thánh Tông là vị vua anh hùng, nhưng cũng là ông vua ham sắc dục nổi tiếng. Thấy vua quá ham gái đẹp, một vài vị quan có trách nhiệm can gián, phân tích lợi hại, Thánh Tông cho thải hồi đám cũng nữ Chiêm ra ngoài thành. Vua cắt một nửa làng Trích Sài, lập ra trang Thiên Niên, cho các cung nữ ở đó sinh sống, trồng dâu nuôi tằm dệt vải. Chính những cung nữ này đã truyền dạy nghề dệt vải cho dân làng Trích Sài, Võng Thị quanh hồ Tây. Chùa Thiên Niên được vua cho xây dựng lại, khang trang hơn trước, để các cung nữ bị thải hồi có nơi cầu kinh niệm Phật, giải thoát phiền não…
Năm 1497, vua Lê Thánh Tông băng hà. Thái tử Lê Tranh lên thay (miếu hiệu Lê Hiến Tông). Hiến Tông khi ấy đã 37 tuổi, rất có uy tín và tài năng. Khi đã cầm quyền, Lê Hiến Tông liền sa thải một lúc 200 cũng nữ, vợ cũ của cha…Tiếc rằng vua Hiến Tông chỉ làm vua được khoảng 7 năm thì chết đột ngột (1497-1504).
Đến đời vua Minh Mạng (1820-1841), thì trang Thiên Niên lại sáp nhập vào làng Trích Sài. Chùa vẫn mang tên ấy đến ngày nay. Hiện trong chùa còn tấm bia do nhà sư Phan Văn Tựu khắc vào năm 1901, nội dung ghi rõ việc Đà Quốc Công Mạc Ngọc Liễn đã cung tiến vào chùa khoảnh ruộng phía sau. Tượng Mạc Ngọc Liễn (1528-1594) hiện đang được thờ ở nhà Tổ phía bên trái.
Ngày nay đi lễ chùa, chẳng những vái Phật, vái nhau, ngắm nhau miễn phí, mà còn vãng cảnh xuân, thưởng ngoạn muôn hoa muôn sắc. Trộm nghĩ, đi lễ chùa nào, du khách, Phật tử cũng nên biết một tẹo về lịch sử ngôi chùa, mới thấy thấm thía cái bề sâu, bề xa văn hóa tâm linh của người Việt ta vậy!