Chùa Bái Đính cổ (Bái Đính cổ tự) nằm cách điện Tam Thế của khu chùa mới khoảng 800 m về phía nam. Khu chùa này quay hướng chính tây, nằm gần trên đỉnh của một vùng rừng núi khá yên tĩnh, gồm có một nhà tiền đường ở giữa, rẽ sang bên phải là hang sáng thờ Phật, rồi đến đền thờ thần Cao Sơn ở sát cuối cửa sau của hang sáng; rẽ sang bên trái là đền thờ thánh Nguyễn rồi đến động tối thờ mẫu và tiên. Nơi đây nằm ở vùng đất hội tụ đầy đủ yếu tố nhân kiệt theo quan niệm dân gian Việt Nam, đó là đất sinh Vua, sinh Thánh, sinh Thần. Năm 1997 chùa được công nhận là di tích lịch sử - văn hóa - cách mạng cấp quốc gia. Mặc dù khu chùa có lịch sử hình thành từ thời Đinh với đền thờ Cao Sơn trấn tây Hoa Lư tứ trấn nhưng chùa Bái Đính cổ có nhiều chi tiết kiến trúc và cổ vật mang dấu ấn đậm nét của thời Lý.
Chùa Bái Đính cổ (Bái Đính cổ tự) nằm cách điện Tam Thế của khu chùa mới khoảng 800 m về phía nam. Năm 1997 chùa được công nhận là di tích lịch sử - văn hóa - cách mạng cấp quốc gia.