因殿內供置眾多佛像得名。此殿始建於唐貞觀年間，(627一649年)，宋嘉祐和明嘉靖、萬歷年間重修，現存木結構為明代建築。

    千佛殿依山建於高大的台基之上，其面闊七間，進深四間，單檐庑殿頂，舉折平緩，出檐深遠。檐下置疏朗宏大的斗拱，木稜彩繪華麗，檐角長伸高聳，有展翅欲飛之勢。前檐下立有八根石柱，柱礎皆雕刻有龍、鳳、花、葉、水波及蓮瓣、寶裝荷花等紋樣，雕工精美，凸顯唐宋之風。

    殿內正中塑有通體貼金的“三身佛”。中為“法身”，指佛先天具有的佛法體現於自身，名為毗盧遮那佛，由籐胎髹漆塑造，宋治平二年(1065年)從錢塘運至靈巖。東側為“報身”，名盧捨那佛，為明成化十三年(1477年)用2500公斤銅鑄成。西為“應身”，名釋迦牟尼佛，也為銅質，明嘉靖二十三年(1544年)鑄造。佛像頭頂有螺形肉髻，體態雍容，眉骨高凸，目光凝重。三尊佛像皆結跏跌坐，儀容端莊，衣紋流暢，服飾簡潔，極具藝術感染力。

    千佛殿最受廣大游客和專家們稱道的是四十尊彩色泥塑羅漢像，其中有三十二尊塑於宋治平三年(1066年)，八尊補塑於明萬歷年間(1573一1620年)。這些塑像皆坐於80公分高的磚砌束腰座上，羅漢像頂距座面高度在105至110公分之間。古代藝術家們在塑造這些羅漢像時，打破傳統的佛教造像模式，側重於寫實，具有濃郁的世俗氣息和現實生活情趣，以形寫神，以神表情，以情現心，重在體現每尊羅漢的個性與特點，重在刻畫出羅漢的內心世界，使之真實、生動，更接近於生活。觀其形態，或端恭、或柱杖、或合掌、或趺坐，或口講手指、或側耳細聽，無不准確生動。察其神情，有的勇猛、愠怒，有的和善、老成，有的據理力爭，有的閉眸沉思，有的笑容可掬，有的俯首低吟，有的縱目遠眺，無不細致入微。看其氣質，有的清姿秀骨，有的寒伧潦倒，有的雍容華貴，無不形象傳神，可謂是栩栩如生，呼之欲動。此外，人體與衣飾的關系處理也非常得當，線條的曲直、虛實與起伏，動作瞬間的衣褶變化，織物的質感，都表現的准確而生動，節奏感極強。一位醫學界人士說，透過羅漢的袈裟，能看出古人對人體解剖學的准確把握。另外，1982年維修時還發現，這些彩塑羅漢還像人體一樣有腹腔，腹腔內有用絲綢做的五髒六腑，此外還有五铢錢、開元通寶和宋代前三朝的銅幣及宋代銅鏡、墨書題記等文物。

    1912年，清末學者梁啟超來此游覽，贊譽千佛殿泥塑羅漢像為“海內第一名塑”，並親筆寫下了碑碣。1987年，賀敬之來靈巖參觀千佛殿後寫下了“傳神何妨真畫神，神來之筆為寫人。靈巖四十羅漢像，個個喚起可談心”的詩句。藝術大師劉海粟來靈巖觀後，揮筆寫下“靈巖泥塑，天下第一，有血有肉，活靈活現”的贊語。

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