Theo sách Không Lộ Thiền sư ký ngữ lục, năm 1061, Không Lộ dựng chùa Nghiêm Quang tại làng Giao Thủy (tên nôm là làng Keo) bên hữu ngạn sông Hồng. Sau khi Thiền sư Không Lộ qua đời, chùa Nghiêm Quang được đổi tên là Thần Quang Tự. Theo thời gian, nước sông Hồng xói mòn dần nền chùa và đến năm 1611, một trận lũ lớn đã cuốn trôi cả làng mạc lẫn ngôi chùa.

Dân làng Keo phải bỏ quê cha đất tổ ra đi: một nửa dời về đông nam hữu ngạn sông Hồng, về sau dựng nên chùa Keo - Hành Thiện (nay thuộc tỉnh Nam Định); một nửa vượt sông đến định cư ở phía đông bắc tả ngạn sông Hồng, về sau dựng nên chùa Keo - Thái Bình này.  

Chùa Keo là một công trình kiến trúc quy mô, phức hợp nhiều khối kiến trúc đa dạng nhất trong tất cả các kiến trúc Phật giáo ở Đồng bằng Bắc bộ. Chùa không chỉ là một bức tranh sinh động cho lịch sử văn hóa nước ta trong 4 thế kỷ, từ thế kỷ 17 đến 20 mà còn là nơi gặp gỡ giữa kiến trúc Trung Hoa và kiến trúc Việt Nam.

 Sự hòa trộn của hai nền kiến trúc ở đây không bị kiến trúc lai căng mà còn làm giàu thêm kiến trúc Việt Nam, giống như Phật giáo đã từ ấn Độ, Trung Hoa vào Việt Nam đã có thêm màu sắc tín ngưỡng nhân dân, trở thành Phật giáo Việt Nam.

Chùa xây dựng trên một vùng đất rộng 100.000 mét vuông, dài từ chân đê đến con ngòi của thôn Bồng Tiên, gồm nhiều cụm kiến trúc xếp theo một trục dài cao thấp khác nhau.

Gác chuông chùa Keo là một công trình nghệ thuật bằng gỗ độc đáo, tiêu biểu cho kiến trúc cổ Việt Nam thời hậu Lê. Được dựng trên một nền gạch xây vuông vắn, gác chuông cao 11,04 m gồm 3 tầng mái, kết cấu bằng những con sơn chồng lên nhau.

Bộ khung gác chuông làm bằng gỗ liên kết với nhau bằng mộng ngậm, nâng bổng 12 mái ngói với 12 đao loan uốn cong dáng vẻ thanh thoát, nhẹ nhàng. Tầng một treo khánh đá 1,20 m và chuông đồng cao 1,30 m, đường kính 1m đúc vào thời Lê Hy Tông (1686); hai tầng trên treo chuông nhỏ cao 0,62m, đường kính 0,69 m đúc vào năm 1796.  

 Chùa là chốn thiền, là một khoảng không gian khép kín, không gian ấy không giống với chốn tu hành, thiên về sự khổ hạnh. Ở đây là một chốn thiền bao la trong suy tưởng cốt tìm đến trí và tuệ để giải thoát cuộc đời bể khổ.

Cho đến nay, chùa Keo đã tồn tại ngót 400 năm. Trong suốt thời gian ấy, chùa Keo vẫn trọn vẹn là một tác phẩm nghệ thuật, ghi đậm một tình cảm thẩm mỹ vừa thực, vừa huyền thoại của văn hóa Việt Nam.