石佛沟寺庙发现于清初,山崖上发现了—个石洞,洞壁上有石佛像。嘉庆(1796—1820)时,有僧人化缘募捐,修建石佛寺,并长年住持,石佛沟也因此而得名。该寺在清同治年间(1862—1874)和"文革"中两度被毁。据考证:北魏太武帝拓跋焘神麚四年(西元431年), 鲜卑族首领、吐谷浑白兰王慕容贵以己隐修之石佛沟灵岩洞为基,拓展建成寺院;因洞内有石刻佛像,遂取名"石佛寺"。其后皆延请蒙、藏喇嘛住持,故《重修皋兰县志》卷十《舆地》记曰:"石佛寺乃藏传佛教密宗道场,主供金刚萨埵双身像。"清仁宗爱新觉罗颙琰嘉庆年间(西元1796—1820年)重修,更名"石佛禅院"。"文革"期间,佛殿尽毁,仅存岩洞。八十年代逐步落实宗教政策后,政府批准重建、开放石佛沟古道场。