杭州的佛教源远流长。佛寺始建于东晋，发展于五代，兴盛于南宋。苏轼《怀西湖寄晁美叔同年》诗云：“独专山水乐，付与宁非天。三百六十寺，幽寻遂穷年。”《梦粱录》卷十五《城内外寺院》记南宋佛寺至少有480座寺院：“城内寺院，如自七宝山开宝仁王寺以下，大小寺院五十有七，倚郭尼寺，自妙净、福全、慈光、地藏寺以下，三十有一；又两赤县大小梵宫，自景德灵隐禅寺、三天竺、演福上下、圆觉、净慈、光孝、报恩禅寺以下，寺院凡三百八十有五……都城内外庵舍，自保宁庵之次，共一十有三。”又《咸淳临安志》卷七十五《寺观》称：“今浮屠、老氏之宫遍天下，而在钱塘为尤众。”唐代诗人杜牧记写金陵的《江南春》诗所说的“南朝四百八十寺，多少楼台烟雨中”，也适用于南宋时期的临安。

临安的佛寺主要有禅寺、讲寺、律寺。禅寺专修参禅，讲寺专主讲经，律寺专主持戒、传戒，谓之宗下、教下、律下，鼎足而三。禅寺又称“丛林”，在当时居多，有临济、云门、曹洞等宗。讲寺又称教寺，以天台宗、贤首宗居多。在禅寺、讲寺里，不学戒，不持戒，也不传戒，这是佛教在中国不断本土化的结果。唯有律寺主学戒、持戒、传戒，是佛教的正宗，但却日渐衰微，所以数量相对较少，至明代基本消亡。嘉定年间（1208—1224年），宋室对江南佛教寺院作了评比，评定禅寺五山十刹和教寺（即讲寺）五山十刹。临安的径山寺、灵隐寺、净慈寺为禅寺五山之首，中天竺寺为禅寺十刹之一，上天竺寺、下天竺寺为教寺五山之首，集庆寺、演福寺、普福寺在教寺十刹之列。律寺主要有昭庆寺、六通寺、法相寺、仙林寺、灵芝寺等。这些寺在历史上有重要地位。

径山寺位于余杭区径山镇，唐大历四年（769年）释法钦建，代宗赐名径山禅寺。咸通二年（861年）无上鉴宗重建。乾符六年（879年）僖宗赐名乾符镇国院。北宋大中祥符元年（1008年）真宗赐名承天禅院，政和七年（1117年）徽宗赐名径山能仁禅寺。南宋乾道二年（1166年）孝宗御题“径山兴圣万寿禅寺”。嘉定年间，列为江南禅院五山十刹中的五山之首，居灵隐寺、净慈寺、天童寺、育王寺之前，有“东南第一禅院”之称。北宋时苏轼倡导改“自袭制”为“十方住持制”（“十方选贤制”），由官府招请十方高僧主持名刹，径山寺先后有祖印常悟、净慧择陵、妙堪思慧、澄慧用渊、无畏维琳等禅师主持。南宋时有大慧宗杲、佛照德光、真歇清了、大禅了明、密庵咸杰、利翁如琰、蒙庵元聪、无准师范、痴绝道冲、石溪心月、荆叟如珏、虚堂智愚、虚舟普渡等禅师主持。时僧众云集常达1000余人。南宋时日本入中国求法者从天台、浙东逐渐转向临安。径山临济宗杨岐派传入日本，成为日本临济宗径山派，径山寺由此成为日本佛教祖庭之一。

灵隐寺位于灵隐山，东晋咸和元年（326年）释慧理创建。后梁武帝赐田灵隐寺，使其规模扩展。北宋景德四年（1007年）改名灵隐山景德寺，天禧五年（1021年）改名景德灵隐寺。南宋时灵隐寺规模宏大，有殿堂亭阁数以十计。主要有百尺弥勒阁、莲蓬堂、直指堂、千佛殿、望海阁、巢云阁、见山堂、延宾水阁、白云庵、松源庵、觉皇殿（大雄宝殿）等。诸堂匾额多为孝宗、理宗所书。寺僧多达1700余人。绍兴五年（1135年）改名灵隐山崇恩显亲禅寺。嘉定年间列为江南禅院五山十刹中的五山第二。

净慈寺位于南山慧日峰下，面临夕照山。五代后周显德元年（954年）钱俶建，称慧日永明院。宋太宗赐额“寿宁禅院”，不久毁。南渡后，释道容主持修建。绍兴十九年（1149年）改名净慈报恩光孝禅寺，宏盛为南山之冠。后毁于火。释道济募缘再建。嘉泰年间（1201—1204年）又毁，嘉定三年（1210年）再建。此后不断兴盛，成为江南名寺。南宋时主要有罗汉堂、华严阁、千佛阁、慧日阁、宗镜堂等。著名的济公和尚在净慈寺留有许多传说和遗迹。济公和尚俗姓李，名修缘，后改名道济，字湖隐，浙江台州人。18岁在灵隐寺从瞎堂禅师出家，举止落拓，不择饮啖，众讦其违律。瞎堂禅师说：“法门广大，岂不能容一颠僧？”人以“济颠”、“散圣”名之。嘉泰四年（1204年）净慈寺大殿毁于火，相传他通过香积井运木修造。

中天竺寺在稽留峰北，隋开皇十七年（597年）释宝掌在此建道场，北宋太平兴国元年（976年）钱俶改为崇寿院，政和四年（1114年）改名中天竺天宁万寿永祚禅寺。南宋时大有增建。上天竺寺初建于晋天福四年（939年）。北宋嘉祐末年（1063年）沈遘奏请改为教寺，治平年间（1064—1067年）蔡襄奏赐灵感观音院。南宋乾道三年（1167年）改院为寺，有白云堂、两峰堂、光明忏堂、法堂、中印堂、十六观堂、千佛阁、秋芳阁、延桂阁、鸣阳楼、皇华馆、夜讲堂、清华轩、双桂轩、雪波亭等50余座建筑。下天竺寺东晋咸和五年（330年）释慧理建，隋开皇十五年（595年）扩建，改名南天竺寺。五代时改名五百罗汉院，北宋大中祥符年间改名灵山寺，天禧四年（1020年）改名天竺寺，南宋绍兴十四年（1144年）高宗赐额“天竺时思荐福寺”，庆元三年（1197年）复名天竺寺。南宋时主要有金光明三昧堂、神御殿、七宝普贤殿、无量寿佛宝阁、七叶堂、净土九品观堂、西岭草堂、日观庵和曲水亭、回轩亭、重荣桧、神尼舍利塔、香林洞、客儿亭、跳珠泉、翻经台、枕流亭等120多处建筑名胜古迹。

集庆寺在九里松西段，南宋淳熙十一年（1251年）理宗为宠妃阎氏建，巧丽冠于诸刹。有释迦大佛宝殿、天基万寿殿、寿星堂、圆通堂、西方殿、禅观阁、法轮宝藏殿、龙华海会堂、百官堂等十多座建筑。寺僧多达1250余人。昭庆寺建于后晋天福年间（936—944年）。北宋乾德二年（964年）重修，南宋时改为策选锋军教场，绍兴末年恢复原名。法相寺俗称长耳相院。后唐天成二年（927年）天台国清寺高僧法真始驻该寺，持戒极严，北宋乾祐四年（1059年）圆寂。弟子将其真身油漆贴金，名为定光右佛。信仰者甚多，盛极一时。法真耳长9寸，上过于顶，下达两颊，号长耳和尚。仙林寺建于南宋绍兴三十二年（1162年），孝宗赐额“隆兴万善戒坛”，淳祐三年（1243年）理宗赐额“飞天法轮宝藏”。

宋代的道观也非常多，北宋至徽宗时达于极盛。徽宗曾诏令各州建一个中心道观，道士可领俸禄，使佛教一统天下的情况发生变化。南宋高宗一承父制，在临安陆续兴修与扩建了许多道观。绍兴年间即建了万寿观、东太乙宫、显应观、四圣延祥观、三茅宁寿观5座宫观。其后孝宗、宁宗、理宗、度宗时也建了许多宫观。这些宫观尽管数量不及佛寺十一，但地位却远胜于佛寺。其中所谓“御前十大宫观”者，直属皇城司管理。十大宫观除前述5处外，还有佑圣观、开元宫、龙翔宫、宗阳宫、西太乙宫。另外，南宋以前杭州已有较为著名的天庆观、报恩光孝观、元真观、水府净鉴观、表忠观和洞霄宫等重要的道教设施，南宋时对它们进行了整葺与拓建。一些大臣要员告老退休时，皇帝还往往授予“提举某宫观使”虚衔，让其领一份丰厚的干薪。

万寿观、东太乙宫、宗阳宫、洞霄宫等宫观规模较大。万寿观、东太乙宫除供奉道教神童的塑像外，还配享宋代帝、后塑像。洞霄宫在道教典籍上称大涤元盖洞天、天柱福地，位于余杭区中泰乡南峰村和临安市青山街道宫里村交界处，有大涤九峰山环绕，山水奇秀。据陆游《洞霄宫碑记》等文献记载，汉元封三年（前108年），武帝投简设为祈福之地，渐成道教圣地。唐弘道元年（683年）建天柱观，四周千步禁樵，建长生之林。乾宁二年（895年），吴越王钱镠与闾丘方远度地形山势重建。北宋初尝改天柱宫，大中祥符五年（1012年）真宗赐“洞霄宫”匾，从此定名洞霄宫。天圣四年（1026年）诏详定天下名山道院凡20处，洞霄宫列第五。北宋末毁于战火。绍兴二十五年（1155年）重建。淳祐七年（1247年）增建，规制崇广。咸淳十年（1274年）焚毁。宋以后屡建屡毁，最后逐渐堙废。洞霄宫为历代崇奉，被列为道教“第三十四洞天”、“天下名山洞府第五”，有道教祖庭之称，几与五岳俱尊。历史上曾有40多位名道活动过。晋、唐之际，郭文举、许迈、叶法善、司马承祯、吴筠、夏侯子云、闾丘方远等栖迟于此，并被尊为天师。洞霄宫在南宋时被辟为行宫，皇帝宰辅常行游于此。据清张吉安等《嘉庆余杭县志》记载，南宋时设“提举临安府洞霄宫”或“提点临安府洞霄宫”一职，作为宰相大臣退保祠禄。领此职的官员前后多达160位，如左丞相李纲、吕颐浩、王淮、留正、范钟、谢方叔，右丞相赵汝愚、吴潜、程元凤、马廷鸾，吏部尚书江万里、徐荣叟，资政殿学士范成大，工部侍郎杨时，等等。还有朱熹、米芾等学人名士。历代题咏洞霄宫的诗词有数百首之多。

四圣延祥观和显应观地处西湖北岸。四圣延祥观供奉的是“紫微北极大帝”手下的四大元帅。传说高宗出使金国时它们在冥冥中护驾有功。绍兴十二年（1142年）韦太后一回到临安，即命内侍张去为在皇宫北面筹建四圣观，权相秦桧因太后未与其相议，便从中阻挠。绍兴十三年（1143年），高宗命秦桧在孤山建四圣延祥观。孤山原有的广化寺、竹阁、柏堂、四照阁等寺院房屋被拆除或改建为其中的一部分。显应观供奉的是崔府君。传说北宋靖康元年（1126年），金兵直逼开封，钦宗以割三镇、尊金主为皇叔等作条件，遣赵构去河北斡离不（汉名宗望）军请求缓师。赵构路过磁州（今河南磁县）时，守臣宗泽加以阻拦。赵构到崔府君庙卜得吉签，又有众多百姓劝谏，力主使金的王云被，赵构第二日逃回相州（今河南安阳）。这个故事后来被演绎为著名的“泥马度康王”的典故。宋人写的《南渡录》、《靖炎两朝见闻录》等书称，赵构在金做人质时逃脱，后来崔府君庙的泥马显灵，救其性命。又传说孝宗降生时，其母也曾在梦中得过崔府君的某种暗示。崔府君据说指唐代贞观年间（627—649年）曾任滏阳令的崔子玉，府君是知州的俗称。南宋时被认为是东汉时的崔瑗。四圣延祥观和显应观的装饰在临安所有宗教设施中最为精致。内有著名画家萧照、苏汉臣等绘制的壁画，园林也多巧构。

宋代杭州的僧伽中也出现许多高僧大德。成为一代宗匠的有径山寺的大慧宗杲、佛照德光、真歇清了，灵隐寺的瞎堂慧远、崇岳松源，净慈寺的如净，等等。大慧宗杲盛倡“看话禅”，门下参学者多达1700余人。佛照德光是大慧宗杲的弟子，孝宗多次诏入内廷讲经说法，弟子也极多。真歇清了精通华严、净土、禅宗各派之学，弟子也多达1700余人。瞎堂慧远佛学造诣很深，其佛学思想传入日本。崇岳松源庆元年间（1195—1200年）在灵隐寺六年，从学者甚多，有海内之冠之说。如净两次住净慈寺，倡“默照禅”，影响很大。日本僧人道元学其法，成为日本曹洞宗祖师。大禅了明、蒙庵元聪、利翁如琰、无准师范、痴绝道冲、石溪心月、偃溪广闻、荆叟如珏、虚堂智愚、藏叟善圆、虚舟普渡等也接受过日本僧侣的参学。南宋开庆元年（1259年），南浦昭明入宋，参净慈寺虚堂智愚，后又随其住径山寺，回国主持筑前兴福寺、崇福寺30多年，参学弟子达1000余人。他还从径山带回茶种和茶具，将茶道传入日本。