凤山龙山寺创建於清乾隆初年，相传发迹於当年一泉州人士路过现址，为取井水，将随身携带的香火袋挂在井旁石榴树上，香火袋夜晚发出异光，於是人们将石榴树砍下供奉为观世音菩萨，并在井上建佛寺。
凤山龙山寺现址位於清代凤山县新城大东门旁，建筑坐南朝北，平面布局属於两落带拜亭、护龙之建筑格局，中轴线建筑保存清代建筑格局，护龙并在民国76年（西元1987年）进行改建。三川门与正殿之间设置拜亭，这种空间组构为正殿紧落於三川殿之後，两建筑之间藉由拜亭作联系，形成连贯性的空间，三川门面宽三开间，明间凹入、左右次间设对看门，这种作法称为「凹寿式」，立面采用木作与石作并用，立面作法保存清初寺庙建筑立面作法，成为一大特色。
关於凤山龙山寺的源起，庙方与信徒咸信是起源自清朝，一位泉州籍人士路经凤山龙山寺现址时，为了取井水，而将随身携带的香火袋悬挂在井旁石榴树上，离去时忘了将香火袋带走，此後每到入夜香火袋即发出异光。当地街民视为异象，便将石榴树砍下奉为开基观音佛祖神像，神像供奉於古井上直到今日。
清朝光绪20年（西元1894年）卢德嘉纂辑的《凤山县采访册》记载凤山龙山寺在清乾隆30年（西元1765年）创建，但是从悬挂在正殿神龛上的「南云东照」匾额，年款「乾隆岁次庚辰」，显示凤山龙山寺在清朝乾隆25年（西元1760年）以前就已经建立，而且从信徒捐匾的行为来看，当时凤山龙山寺的建筑已具规模。
凤山龙山寺在清朝乾隆之後，分别在清朝嘉庆12年（西元1807年）、清朝道光15年（西元1835年）、清朝同治10年（西元1871年）进行重修，这几次重修经过被刻成碑文立在寺中，为凤山龙山寺重要历史资产。检视碑文内容 ，清朝嘉庆12年（西元1807年）是一次大规模的修建，基本格局大致有前殿、後殿和护龙，奠定今日凤山龙山寺的建筑格局，之後的几次重修也维持格局而不作调整。
日昭和8年（西元1933年）将两侧的护龙改建成洗石子的西洋式建筑，民国47年（西元1958年）进行三川门与正殿的整修，从台南聘请知名艺师陈玉峰（西元1900-1964年）施作门神彩绘，聘请叶鬃（生卒年不详）施作剪黏。民国76年（西元1987年）凤山龙山寺进行古蹟修复工程，聘请台南知名彩绘艺师潘岳雄（西元1943-）重绘门神，这次工程同时将护龙改建为钢筋混凝土两层楼仿古楼房，并增建钟鼓楼，成为今日所见的凤山龙山寺建筑型式。民国94年（西元2005年）凤山龙山寺再次展开古蹟修复工程，这次工程保存叶鬃在井壁的剪黏。
凤山龙山寺坐南朝北，平面布局属於两落带拜亭、护龙之建筑格局，两落即三川门与正殿，拜亭位於三川门与正殿之间，拜亭的两侧附有龙、虎天井，这种空间组构为正殿紧落於三川殿之後，两建筑之间藉由拜亭作联系，形成连贯性的空间。
结构墙体均采砖石造，建筑构造为抬梁式构造及硬山搁檩承重墙系统混合，三川门面宽三开间，立面采用木作与石作并用，腰板以下为石雕槛墙，腰板以上装设木雕槛窗，三川门的板门门神是彩绘艺师潘岳雄（西元1943-）所绘，明间门扇绘韦驮与伽蓝护法，次间门扇绘四大天王。前後用三柱，只留前部口，明间凹入、左右次间设对看门，这种作法称为「凹寿式」，三川门後方因为设置拜亭的关系而不设後步口，点金柱栋架架内采三通五瓜叠斗式，全部进深共八架，屋顶采双坡水硬山单檐翘脊式屋顶，形式为三川脊，屋顶前後坡铺设素烧砖红筒板瓦。
三川门、拜亭、正殿的栋架为各自独立的系统，但之间以劄牵梁相互连系，拜亭为四柱，屋架为二通四叠斗卷棚式屋顶，全部进深共六架，屋顶采四垂顶，屋顶铺设素烧仰合瓦，拜亭的後屋坡与正殿的前屋坡之间设置天沟。龙、虎天井的井壁保留叶鬃以泥塑剪黏的方式制作的虎与龙。
正殿作不装设门扇之敞厅式，前後用四柱，前面二柱构成部口，中央点金柱栋架架内采三通五瓜叠斗式，全部进深共十三架，屋顶采双坡水硬山单檐翘脊式屋顶，屋顶铺设素烧筒板瓦。
凤山龙山寺的祀神配置在三川门室内，於两侧墙前供奉四大天王神将，四尊神将的表情生动。正殿明间於後点金柱之间设置木隔屏作为神房，神房内於洗石子台座上设置神龛，龛内供奉泥塑镇殿观音佛祖像，胁侍木雕善财与龙女像，镇殿神像前方供奉两尊开基观音佛祖像，这两尊神像即是传说中悬挂香火袋的石榴树，人们将石榴树砍下，未经雕凿而在树干外戴上头冠与披上神衣。左次间神龛供奉护法韦驮尊天菩萨等神像、右次间神龛供奉伽蓝护法等神像，两侧墙前供奉十八罗汉。
三川门、拜亭、正殿形成连贯性的空间，拜亭两旁为天井。
三川门采取明间凹入、左右次间设对看门的「凹寿式」作法。
清朝乾隆25年 （公元1770年）之「南云东照」匾，为凤山龙山寺所存最古之匾额。
观音与善财、龙女神像作工精细，是庐山轩陈禄官所做的泥塑神像，陈禄官为台湾知名福州派妆佛艺师。
凤山龙山寺在民国76年（公元1987年）改建护龙，左厢房供奉华严三圣，右厢房供奉地藏王菩萨。
三川门的板门门神是彩绘艺师潘岳雄所绘，明间门扇绘韦驮与伽蓝护法。
凤山龙山寺保存数块清代修建之碑记，其中清道光15年（公元1835年）之「重修龙山寺碑记」为泥塑，材质作法特殊。
凤山龙山寺的祀神配置在三川门室内，于两侧墙前供奉四大天王神将，神将的表情生动。