2005年农历3月18日，由丹东市凤凰山朝阳寺方丈圆霖法师选址并主持洒净仪式，寺院正式动土兴建。全寺占地10000余平方米，建筑面积3000多平方米。历时四载，耗资3000余万人民币，于2009年9月9日（佛历2553年7月21日）全部工程竣工，并举行隆重的开光庆典。当时，中国佛教协会副会长湛如法师、辽宁省佛教协会会长照元长老等国内诸山名刹大德高僧、千余僧尼、四方信众以及各界领导共近万人出席了开光仪式。是日艳阳高照，金风送爽，祥云呈瑞，莲池飘香，庆典活动盛大隆重，法吉庄严，甚为壮观。
双灵寺周边依山傍水，风景秀美。寺院庄严肃穆，金碧辉煌，美轮美奂。建筑全部采用古法施工，继承了中国寺庙传统建筑之精华。整座寺院皆为木石结构，以木为主，处处梁柱画栋，精工细作，小到一柱一石，大到一阁一殿，无不堪称精品。院内护栏皆为汉白玉雕刻，殿宇所覆的琉璃瓦及脊上饰物均为古时皇家所用。尤其是汉白玉雕九龙玉道选料之考究，雕工之精美，造型之生动为寺庙之罕见。在施工过程中，祥瑞之象频生，世所罕见，令人称奇，为双灵寺增添了几分灵光。
破土之初，在本来多为黄土七米之下，竟然出现两块巨石，一块其状似龟，一块其形如蝙蝠，呈福寿双吉之相。寺院的子午线恰好从正中穿过，偶然之中有此祥兆。时任丹东市政协副主席李振声提议命名为“双灵寺”。禅院周围呈双事物非此一处，寺右两株古松，约有四百年的树龄，就像两位护法一样，护持着观音道场。院侧左右双泉环绕，清水长流，四季不断，堪称一奇。在道观废基上建成禅院，挽合了佛道两教，处处之对应成双，双灵寺之名得于天意。
寺院由天王殿、圆通宝殿、地藏殿、祖师殿、伽蓝殿、护法殿及钟鼓楼、客堂、藏经阁、僧众寮房等主要建筑组成。布局气宇轩昂，结构错落有致，整体和谐，华贵大气。
三大主殿，圆通殿居中，殿内供奉着千手千眼的观音菩萨金身坐落于灵龟之上。83尊菩萨或骑金狮、白象，或骑鳌鱼、莺鸟，或踏祥云、烟波，或坐莲座、福台，或坐洞中冥思，或相对谈禅，千姿百态，神妙生动，使步入殿堂者如临胜境。
圆通殿左侧为地藏殿，地藏殿中绘制国内罕见的讲述《地藏经》全部内容的壁画，巧夺天工，精美绝伦，营造了道场的勃勃生机。地藏菩萨左右闵公、道明，端坐于玲珑剔透的灵璧石宝座之上。殿中三面壁画演示天堂地狱之隔，以劝诫众生除恶念，结善缘，远离尘缘之苦。
圆通殿右侧是伽蓝菩萨殿。伽蓝菩萨忠、信、仁、义为佛教护法，又是万事师表。殿堂中绘有24孝壁画以教化众生。双灵寺的壁画精美绝伦，堪称瑰宝。由二十余位大师依据佛门经典，潜心创作，精心绘制，历时两年才全部完成。所有色彩皆为天然矿物质颜料和优质金粉，千载百世也不会褪色，无论创意还是技法，均为当代新建寺庙之罕见。