皇泽寺始建于唐朝开元年间，原名“乌奴寺”，一名“川主庙”，相传是为了纪念李冰与二郎的。唐贞观年间，武则天的父亲武士彟任利州都督时，武后就出生于此，建立武周政权以后，施脂粉钱修建当时已具规模的川主庙，后取“皇恩浩荡，泽及故里”之意，改名“皇泽寺”。据明代陈鸿恩所撰《皇泽寺书事碑》载：“皇泽寺相传为武后创。”清代张邦伸《云栈记程》中也说：“武后秉政，建皇泽寺于此。” 也有人说，传说武则天死而为神，民间遂给她建庙命名“皇泽”，是祈望她的“在天之灵”能泽被乡梓，因而祀庙内一直供奉她的真容像。

后蜀广政二十二年（959年），当地政府又对该寺进行了改扩建，形成“唐则天皇后武氏新庙”，当时的皇泽寺，临江是“则天门”、“天后梳洗楼”、“乐楼”（戏楼），还有“弥勒佛殿”、“铁观音殿”等建筑。其后屡有毁建，现存建筑大部为清代建筑。

已历1300多年的皇泽寺，主体建筑有大门、二圣殿、则天殿、大佛楼、吕祖阁、五佛亭等，寺依悬崖，下瞰江流，雕梁画栋，错落有致，气势不凡，颇有巴山蜀水之秀丽巍峨。

每年农历正月二十三，皇泽寺都要举行盛大庙会，广元人民要去皇泽寺前乌龙潭一带划舟竞渡、游河湾，纪念武后生日。