681년에 의상이 창건하여 고운사라 하였으며, 그뒤 최치원이 승려 여지ㆍ여사와 함께 가운루와 우화루를 건립하고 이를 기념하여 그의 호를 따서 고운사로 이름을 바꾸었다. 헌강왕 때에는 도선이 약사여래석불과 석탑을 안치하였고, 948년에는 운주가 중창하였다. 1018년에는 천우가 대웅전ㆍ약사전ㆍ극락전ㆍ적묵당ㆍ설선당ㆍ동별실ㆍ서별실ㆍ관음전ㆍ금당ㆍ백련당ㆍ회운당ㆍ청풍당ㆍ문수전ㆍ양로당ㆍ백련암 등을 중창하였는데, 극락전에 봉안한 관음상은 천해가 꿈에서 본 것과 똑같은 불상을 송도 대흥산에서 찾아내어 고운사로 옮겨 봉안한 것이라 한다. 1482년에는 석가여래불상을 안동 갈라산 낙타사로 부터 옮겨와서 대웅전에 봉안했으며, 1646년에는 소영의 사리탑을 건립하였다. 1668년에는 극성ㆍ승묵ㆍ덕종 등이 가운루를 중수하였고, 처순이 천왕문을, 설행이 봉황문을 신축하였다. 1670년에는 숭해ㆍ묘선ㆍ성준ㆍ인준 등이 명부전을 신축하고 시왕상 을 조성했으며, 종헌과 설휘는 영각을 짓고 영정을 만들어서 봉안하였다. 1681년에는 천왕문을 중수하였고, 1683년에는 관헌ㆍ인잠ㆍ선초가 팔상전을 신축하였으며, 1686년 4월에는 명부전을 중창하였다. 1695년에는 도청과 선조가 극락전에 아미타불과 대세지보살상을 봉안하여 이전의 관음상과 함께 삼존불상을 구비하였으며, 행옥은 설선당, 태운은 적묵당을 중건하였고, 선특과 성담은 동상실을, 성관은 서상실을 중수하였다.

또, 태눌은 청풍당을 중건했고, 승하는 응향각을, 의율과 의잠은 백련당을 중수하였다. 1724년에는 법존ㆍ지훈 등이 운수암을 창건하였고, 1729년에는 신유한이 사적비를 지었다. 1744년에는 어첩봉안각을 건립했으며, 1797년에는 의암이 백련암을 중창했다. 1803년 4월에 적묵당과 서별시이 화재로 소실되자 1804년 2월에 문찰이 중건하였고, 1812년에는 의암이 운수암을 중건하였다. 1835년 2월에 백련당ㆍ금당ㆍ관음전ㆍ군포고ㆍ 직사고ㆍ영전 등이 화재로 소실되자, 나라에서 홍종호에게 명하여 만송ㆍ호암ㆍ수열 등과 함께 대웅전과 금당을 중건하게 하였다. 같은해 12월 운수암이 소실되자 1838년에 함홍이 중건하였고, 1868년에는 눌암 등이 만 성재를, 해송이 우의당을 건립하였다.

1899년에는 포운ㆍ혜은 등이 가운루ㆍ우화루ㆍ동별실ㆍ적묵당ㆍ연지암ㆍ천왕문을 중수하였고, 1901년에는 만선과 추산이 운수암의 해운루를, 1902년에는 연수전을 건립하였으며, 1904년에는 포운 등은 금당을 중수 하였다. 1906년에는 안동ㆍ예안ㆍ의성ㆍ지례ㆍ선산ㆍ금산ㆍ용궁ㆍ비안ㆍ군위ㆍ의홍ㆍ청송ㆍ진보ㆍ순흥ㆍ봉화ㆍ영천군 등에 있는 사찰의 관리를 종무원으로부터 부여받았으며, 1912년에는 30본산의 하나로 되었다. 1913년 2월 사찰령에 의해 고운사 본말사법이 시행되면서 경상북도내의 46개 사찰을 말사로 관장하였다. 1924년에는 주지 만우가 약사전을 중수하고 대정암을 창건하였으며, 1935년에는 주지 영호가 대웅전을 중수하고 가운교를 만들었다. 1936년에는 명부전과 선열암을 중수하고 천왕문을 이건하였다. 또한, 1934년에는 불교전문강원을 개설하였고 안동포교당ㆍ와룡포교당ㆍ의홍포교당 등을 두었다. 30본산 당시의 사재로는 논 6만366 4평, 밭 17만9634평, 대지 942평, 사사지 4,189평, 산림이 260정 3반이었다.

현재는 의성ㆍ안동ㆍ영주ㆍ봉화ㆍ영풍의 5개군, 54개의 말사를 관장하고 있다. 현존하는 당우로는 대웅전ㆍ극락전ㆍ관음전ㆍ명부전ㆍ금강문ㆍ가운루ㆍ적묵당ㆍ우화루ㆍ동별실ㆍ서별실ㆍ금당ㆍ회운당ㆍ고운대암ㆍ 고금당 등 총 25동이 있다. 이 중 가운루는 경상북도유형문화재 제151호로 지정되어 있다. 중요유물로는 보물 제246호인 석조석가여래좌상과 경상북도문화재자료 제28호인 고운사삼층석탑, 사적비, 사보로 전해지고 있 는 오동학촉대 등이 있다.