观音堂位于由大同市区到云冈公路北侧的佛字湾附近。始建于辽代重熙六年（1037），清初毁于兵火，顺治八年（1651年）重建。
相传佛字湾原名虾蟆石湾，因有怪物作祟，观音自西秦万佛洞来此降妖伏怪，当地父老乃修此堂并塑观音丈六金身及四大菩萨、十大明王以祀之。
观音堂坐北朝南，庙分两院。沿中轴线有戏台、中门、正殿和三真殿，偏东侧的山门前有三龙琉璃照壁，龙身盘曲生动，色泽鲜丽，为明代遗物。前院右前方置钟鼓楼，正面观音殿内，保存石雕像16尊，均为辽代遗物。观音菩萨像立于正中，像高5米余，神态端庄秀丽，彩饰贴金完好无缺，甚为珍贵。两侧分列胁侍菩萨像四尊；观音像前的神台上有一尊较小的观音坐像和六尊雕像；左右两侧有护法天神像十尊，这些神像中除观音菩萨为泥塑外，其余均为石雕。后院是三真殿，殿堂为洞式仿木构建筑，用砖石砌成。殿中塑有佛、道、儒三教的三位“真人”像。殿顶又有殿阁五间，中间三间内有送子观音、文殊、普贤像及“普救老人”等壁画多幅。东、西侧两间分别为山神殿和河神殿，也存有壁画。
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