玉虚宫位于武当山北麓，坐落在5平方公里的盆地之上，从东天门、北天门的位置看，武当山城区都是玉虚宫的范围，众山周护，剑河环绕，地势开阔，目前是武当山旅游集散地。
玉虚宫曾为张三丰修炼之地。张三丰曾预言“武当异日必大兴”。果然，明永乐十一年（1413）永乐皇帝敕建玉虚宫，嘉靖三十一年（1552）重建。明代著名文学家王世贞描述其曰“太和绝顶化城似，玉虚仿佛秦阿房”，可见当时规模宏大。
玉虚宫是武当山规模最大的一宫，明代，武当道教常在这里举办规模宏大宏大、气氛庄严的斋醮活动。在明永乐二十二年（1424）秋七月，明成祖朱棣以武当山宫观告成，命正一嗣教真人、第四十四代天师张宇清，玉虚宫提点任自垣等在玉虚宫修建“金箓报恩延禧普渡罗天大醮”七昼夜，登坛法众、登坛执事官员达五十多人；明弘治十五年（1502）十二月，明孝宗在玉虚宫修建“吉祥好事”斋醮，长达49昼夜，花费白银3000多两。可以想象玉虚宫当时那张灯结彩、鼓乐声声、人头攒动、热闹非凡的繁荣场面。明天启七年，即1627年，玉虚宫发生了毁灭性火灾，其轴线主要建筑均遭火劫。百年后，即清乾隆十年，玉虚宫再次遭到大火，其附属建筑一并化为灰烬。1935年夏，山洪暴发，数十万方沙泥直泄玉虚宫，大片房屋被吞没，号称南方“故宫”的玉虚宫自此成一片残垣断壁……
玉虚宫大殿修复工程于2007年5月启动，经过5年的保护性修复，玉虚宫宫墙、御碑亭、山门、龙虎殿、玉虚殿、玉带河、宫内石板地面等工程已经完工。该修复项目完全按照修旧如旧的办法，严格遵循文物维修的方式和原则，由清华大学古建筑研究院设计。2012年9月底，武当山玉虚宫大殿修复落成典礼在玉虚宫隆重举行，2012年10月16日，武当山大兴六百年罗天大醮在这里举行。
玉虚宫整个建筑采取宫廷建筑规制，以严谨的中轴线对称布局，宫殿重重，飞金流碧，富丽堂皇，周护宫墙，造成帝宫威武、庄严肃穆的气势。原为五进三路院落，前后崇台叠砌，规制谨严；左右院落重重，楼台毗连；其间玉带河穿插萦回；四周宫墙高耸浑厚，状如月阑绕仙阙。现存宫墙、宫门、父母殿及四座碑亭。宫门为石雕须弥座，拱券三孔，砖木结构，两侧建八字墙，上嵌琉璃琼花图案，下为琉璃琼花和石雕须弥座。门前是石雕饰栏台阶，朱碧交辉。进入宫门，十分开阔，为约2.5万平方米的大院落，中间青石铺路。正中间的青石尺寸较大，规格整齐，两边的青石则差一些，说明当时等级森严。穿过曲折蜿蜒的玉带河，层层高台之上分别为龙虎殿、朝拜殿、正殿和父母殿。
宫内外有四座碑亭，巍然对峙，亭内置石雕赑屃驮御碑，大小不一。最大赑屃通长6.06米，高2.85米，宽2.35米，御碑高6米，宽2.35米，通高9.03米，重达百余吨。四座赑屃驮御碑上分别刻着明成祖《下大岳太和山道士》、《御制大岳太和山道宫》碑文和明世宗《御制重修大岳太和山玄殿纪成》、《重修宫观》碑文。碑文书体隽永圆润，碑额浮雕蟠龙，矫健腾舞。赑屃驮御碑，俗称“龟驮碑”，其实赑屃不叫“龟”，而是“赑屃”或“负屃”，为古代神话“龙生九子不成龙”中的第八子，善负重，皇帝以之作碑趺，象征江山稳固。这几座赑屃雕刻精细，造型逼真，其甲壳、肌肉有明显不同的质感，腿脚有用劲负重之神态，尾卷一盘，呈使劲承受高大的御碑之状，形体完美，是国内外罕见的石雕艺术品，极为珍贵。
玉虚宫还有两座别具一格的琉璃八字影壁墙，一处建在山门两侧，一处建在龙虎殿两侧，分别由石台基、双层琉璃砖雕须弥座、琉璃墙身、七层琉璃带飞椽冰盘檐组成。墙身正面饰以琉璃岔角、圆光，雕刻牡丹、卷草图案。虽经500余年风雨削蚀，仍碧绿丹青，从实物中不难窥出明代琉璃砖雕艺术的登峰造极。
明永乐十一年(1413年)敕建。明永乐十年，明成祖朱棣下诏“北建故宫，南修武当”，随命隆平侯张信、驸马都尉沐昕、工部侍郎郭琎（三公）统率30万军民进驻武当山，安营扎寨，拉开了长达12年营建朱家皇室家庙的序幕。历时12年，建成8宫、2观、36庵堂、72岩庙等三十三组建筑群，总建筑面积达160万平方米。同时，朱棣从立法、定编、封山、圈地、设官、铸印、派军队驻守和派丁夫供养等方面对武当山进行全面保护，并敕封为大岳，使之成为皇家"祖宗创业栖神"之所。玉虚宫作为营建武当山道教宫观建筑群的大本营——“三公”行辕，其建筑形制、规模皆可与故宫媲美，且取之真武大帝“玉虚师相”之美名，被赐额“玄天玉虚宫”。
嘉靖三十一年(1552年)，玉虚宫在原有建筑规模上增修扩建，自此，玉虚宫占地面积达525万平方米，房屋大小为楹2200余间，同时期的王世贞曾以“太和绝顶化城似，玉虚仿佛秦阿房。”
明末清初，部分建筑毁于战乱。清代，武当山失去"皇室家庙"地位，规模逐渐缩小。
明天启七年，即1627年，玉虚宫发生了毁灭性火灾，其主要建筑均遭火劫。百年后，即清乾隆十年，玉虚宫再次遭到大火，其附属建筑一并化为灰烬。
1935年夏，又遇山洪暴发，数十万方沙泥直泄玉虚宫，大片房屋被吞没，号称南方“故宫”的玉虚宫自此成一片残垣断壁……，现残存建筑主要有2道长1036米的宫墙、两座碑亭、里乐城的五座殿基和清代重建的父母殿、云堂以及东天门、西天门、北天门等遗址。
1994年，武当山古建筑群被联合国教科文组织列为世界文化遗产。
2001年，被国务院公布为第五批全国重点文物保护单位。
2007年6月，党和政府对武当山玉虚宫开展修复工程，资金投入为700万元开工修葺。
2012年9月底，武当山玉虚宫大殿修复落成典礼在玉虚宫隆重举行，2012年10月16日，武当山大兴六百年罗天大醮在这里举行。
