相傳桃花寺原名觀音寺，始建年代不詳，后改名桃花寺。據(jù)《北辰文物》(北辰區(qū)政協(xié)文史委編)介紹，寺廟規(guī)模不斷擴大，于明隆慶二年(1568)重建桃花口大寺。大寺分前殿、后殿，東西有配殿。殿前立有“重建桃花寺碑”。殿內(nèi)初供佛祖，后供三圣。清光緒二十六年(1900)，大寺被八國聯(lián)軍燒毀，只剩房屋數(shù)間。清末廢廟興學(xué)，改為小學(xué)校。后幾經(jīng)翻修，寺廟面貌無存，現(xiàn)存古槐4株。
通過調(diào)查，寺廟無存，但周邊未進行過大規(guī)模土方建設(shè)，因此推斷基址應(yīng)該尚存，占地面積約2600平方米，而兩通石碑現(xiàn)埋于遺址西側(cè)約300米處的廢棄水閘下，作為涵洞頂石。