Chùa nằm trong động Tiên, trên núi Tiên Sơn – một ngọn núi nằm bên trái chùa Thiên Trù, đối diện với núi Voi Chẹt, cách thung lũng Mã Mê. Chùa Tiên Sơn có từ thời Lê – Trịnh. Năm Canh Dần (1770) Tĩnh Đô Vương Trịnh Sâm đã đề một bài thơ bát cú ca ngợi cảnh đẹp của động này. Sau đó động bị đất đá và cây rừng che lấp. Năm Qúy Mão (1903), Hội Thiện thôn Yến Vỹ tìm thấy và mở lại.

Năm Giáp Thìn (1904) đục thêm cửa đá lối vào bên phải. Năm Đinh Mùi (1907) tạc ba pho tượng đá trắng như bạch ngọc và đến năm Tân Hợi (1911) tạc thêm hai pho nữa. Trần và vách động có nhiều nhũ đá hình thù kỳ dị. Đặc biệt có những nhũ đá, khi gõ vào phát ra âm thanh lạ tai, trong và ngân như tiếng chiêng, tiếng trống.

Bệ thờ Phật nằm ở giữa động, ngoài 5 pho tượng đá trắng miêu tả cảnh gia đình chúa Ba đoàn tụ, các nghệ nhân làng Kiện Khê sau này còn lấy các phiến đá trong động Tiên tạc thêm tượng Tam vị Thánh Mẫu và ba pho Tam Thế.

Năm 1962, Hội Thiện này đã chuyển việc quản lý chùa Tiên Sơn vào danh mục khu di tích lớn để quản lý. Năm 1994 đến năm 1996, Ban Xây dựng Chùa Hương phục hồi và tôn tạo Tổ đường, Bảo điện và Tả Hữu vu. Động Tiên tuy nhỏ nhưng là một động đẹp, có nhiều hiện vật quý, xứng đáng được nhân dân gìn giữ và chiêm bái.