정혜사는 신라 경덕왕 때 보조국사가 세웠다는 설과 혜조국사가 세웠다는 설이 있으나 확실한 사실을 알 수는 없다. 오래된 절이란 뜻에서 고사(古寺)로도 부르는데 대웅전은 조선시대 건물로 추정한다.

규모는 앞면 3칸·옆면 2칸이며 지붕은 옆면에서 볼 때 여덟 팔(八)자 모양을 한 팔작지붕이다. 지붕 처마를 받치기 위해 장식하여 짜은 구조는 기둥 위뿐만 아니라 기둥 사이에도 있다. 이를 다포 양식이라 하는데 밖으로 뻗쳐 나온 부재가 굵직하게 치켜 올라간 것이 조선 전기의 수법을 보이고 있다. 또한 바깥쪽 벽을 널판지로 만든 점과 건물의 세부 처리 기법 역시 조선 전기의 특징을 나타내고 있다. 안쪽은 천장 속을 가리기 위해 우물 정(井)자 모양의 우물천장으로 꾸몄으며 건물에 입힌 단청이 바래 있긴 하지만 조선 전기의 문양과 색채를 간직하고 있다.

오래된 건물이 가지는 격이 살아 있고 조선시대 목조 건축의 여러 양식을 찾아 볼 수 있어 중요한 건물로 평가 받고 있다.