백률사는『삼국유사, 三國遺事』 등의 기록에 나오는 자추사(刺楸寺)일 것이라 한다. 자추사가 맞다면 신라 법흥왕(法興王) 14년(527)에 불교를 나라의 종교로 삼도록 순교(殉敎)한 이차돈(異次頓)을 기리기 위한 절이다.

이 건물은 임진왜란 때 불타고 그 후 다시 지었다. 단층의 목조 기와집으로 옆에서 보면 ‘사람 인(人)’자 모양을 한 맞배지붕이다. 정면 3칸, 측면 3칸의 다포(多包)집으로 좌우 협칸에 쌍여닫이문을 두었다. 기단부는 일부 신라시대 양식을 지니고 있다.

대웅전에 모셨던 금동약사여래입상(金銅藥師如來立像)은 불국사(佛國寺) 금동아미타여래좌상(金銅阿彌陀如來坐像), 금동비로자나불좌상(金銅毘盧遮那佛坐像)과 비슷한 시기에 만들어진 것이다. 이 세 불상은 통일신라시대의 3대 금동불(金銅佛)로 알려져 있다. 백률사 금동약사여래입상은 지금 국립경주박물관에 전시되어 있다.