戦国時代に武田信玄が信濃国奥深くまで侵攻すると、信濃国の国人領主達は大きく武田家に臣従する者と、上杉謙信を頼って越後国に逃れる者に分かれました。
謙信は自分を頼ってきた国人領主達の旧領回復を図る為に北信濃に進出し、川中島を挟んで武田信玄と対峙しました。
川中島の合戦は天文２２年（１５５３）の第一次合戦から永禄７年（１５６４）の第五次合戦まで５度に渡り両軍が激戦を繰り広げています。
特に天文２４年（１５５５）に発生した第二次合戦では、信濃善光寺（長野県長野市）周辺を支配していた国人領主で、善光寺の別当を担っていた栗田永寿が上杉方から武田方に転じた事で、長野盆地の南半分が武田方の支配下になった事が原因となっています。
栗田永寿は軍役６０騎の足軽大将に抜擢されると武田家からの援軍３千を得て旭山城に籠城、謙信は善光寺境内背後の城山に着陣し、葛山城を築いて犀川を挟んで対峙しました。
これにより、善光寺が戦場になる事を危惧した武田信玄は本尊をはじめとする仏像群や仏具、経典等を戦場から離れた信濃国佐久郡禰津村に遷しています。
武田軍と上杉軍は２００日余に渡り対峙しましたが、決め手に欠き、駿河の今川義元の仲介で和睦が成立した事で両軍は撤兵しています。
弘治３年（１５５７）に第三次合戦が発生すると、本軍同士の大規模な合戦は無かったものの、北信濃では両軍入り乱れて小競り合いが繰り広げられ、諸城の攻防戦が行われています。
同年に両軍が撤兵しましたが、翌、永禄元年（１５５８）に謙信は海野方面に出兵し、一度撤退したものの、秋頃に再度信濃国に侵攻しました。
これにより、武田信玄は今後も長期に渡り北信濃が不安定な状況になる事を鑑み、善光寺大本願第三十七世智冠鏡空上人との相談の上、甲府に善光寺を創建し、善光寺が所有していた本尊をはじめとする仏像群や仏具、経典、僧侶等を甲府に遷しました。
現在の甲斐善光寺の本尊である建久６年（１１９５）銘の善光寺式如来像や、正和２年（１３１３）銘の梵鐘、木造源頼朝坐像、熊谷直実坐像も信州から遷されたものと推定されています。
境内地である板垣郷は信州善光寺を開いたとされる本田善光を葬送した地との伝承があった事から定めたとされ、境内から北方約１ｷﾛの地点にある「善光塚」は本田善光の埋葬地と伝えられています。
永禄２年（１５５９）には堂宇普請が着工され、永禄７年（１５６４）に棟上げ、永禄８年（１５６５）に落慶法要が行われ、本尊が安置されています。
天正１０年（１５８２）に織田・徳川連合軍による武田領侵攻により、武田勝頼が自刃に追い込まれると外護者を失い、本尊は織田信長の手に落ち、岐阜善光寺に遷されています。
同年、本能寺の変で信長が横死すると、本尊は信長の次男である織田信雄が所有し、尾張清洲甚目寺に遷されています。
天正１１年（１５８３）に徳川家康は甲斐善光寺に対し寺領２５貫文を安堵し、本尊を浜松の鴨江寺に遷しましたが、同年、家康の夢枕に本尊の化身が出現し、その御告げに従い、本尊を甲斐善光寺に戻しています。
慶長２年（１５９７）に豊臣秀吉は本尊を京都方広寺に遷すよう豊臣家の家臣で当時の甲斐国領主浅野長政に命じ、人足５００人、伝馬２３６匹により京都まで送迎され、その経路を領する諸大名も篤く迎え入れたとされます。
しかし、その直後頃から秀吉の体調が悪化し、本尊の祟りとの噂が立った為、慶長３年（１５９８）に改めて信州善光寺に本尊を遷すように命じています。
甲斐善光寺は本尊を失ったものの、今迄の前立仏を本尊と定め、引き続き信仰を行っています。
江戸時代に入ると、甲斐国は概ね天領だった事から、甲斐善光寺は徳川家の位牌所に定められ、浄土宗甲州触頭の格式を得ています。
柳沢吉保が当地に入封し甲府藩を立藩すると、柳沢氏は甲斐武田家の庶流で武川十二騎に数えられた氏族だった事から宝永２年（１７０５）に、甲斐善光寺で武田信玄の法要が行われています。
現在の堂宇は宝暦４年（１７５４）の火災で焼失後に再建された建物で、本堂と山門は貴重な事から昭和３０年（１９５５）６月２２日に国指定重要文化財に指定されています。