相传唐代荆州有位分管冶铁的官史孙坤，家有两个如花似玉的妙龄女儿，其上司垂涎甚久，欲霸为妾。孙铁官及二女不从，于是其上司恼羞成怒，借故加罪于孙铁官，使其锒铛入狱。二女闻之，心胆欲裂，愤起为父鸣冤，怎奈官官相护，申告无门。只有以死相抗 争，双双投冶铁炉而死，并化为两尊血肉模糊的铁女。此事震动朝野，感化帝王，孙铁官终于无罪获释。众乡亲怜恤二女舍身救父的义举，遂自愿筹资修建了铁女寺。对此，明代辽王朱植藩封荆州时所撰《铁女寺碑记》有详细记述。
铁女寺现有山门、韦陀殿、大雄宝殿等建筑。山门内赫然兀立有２米多高的大石碑，正面为一巨大“佛”字，背面就是朱植的《铁女寺碑记》。二铁女置于大雄宝殿内，分别高90厘米，137厘 米，其形态模糊，如坐似立，与美丽的传说交相呼应，令人遐想。铁女寺规模虽算不上宏大，但其特有的来龙去脉和古建胜迹却使其 魅力独具，香火、游人不断。当代著名诗人李季畅游铁女寺后就以此为题材，创作出了逝前的最后一部诗作绝唱《荆江铁女》。
现存建筑明朝的山门、大雄宝殿、观音殿、弥勒殿、韦驮殿、藏经楼。现有前后前后两殿和左右厢房，青瓦粉墙，端庄古朴。寺内供奉二铁像，传说系其原身所熔，甚是生动。
寺内供有舍利60粒，血书《妙法莲华经》一部，都有是珍贵的文物。
这座寺庙曾几次毁损。元朝末年，世道不宁，民不聊生，铁女寺坍塌。到明洪武年间辽王朱植改藩荆州才重新修建。上世纪三十年代，复又门罗荆棘，破败不堪。1940年，又毁于侵华日军华中派遣团第13军的炮火中。在上世纪的动乱年代，有人声称破“四旧”，要砸了这寺庙。住持宏法大师尽管想法阻拦，但寺内还是被破坏得不成样子。铁菩萨被拖去化成了铁水，一部三十二本的藏经被搜走化为灰烬。1967年，寺庙被改成小学，后又被转给一中学使用。直到上世纪八十年代才重新修整一新。