昭和４年に世相浄化運動の一環として、観音像建設が持ち上がり、護国大観音建立会が組織され観音像の建立に着手、昭和９年（１９３４）９月に像の輪郭ができた。その後日中戦争や太平洋戦争の影響で資金や資材不足により未完成のまま放置された。昭和２９年（１９５４）、当時の曹洞宗永平寺管長高階瓏仙禅師、東急創設者の五島慶太氏、政治家などが中心となり、財団法人大船観音協会が設立され、昭和３５年（１９６０）４月に３１年振りに観音胸像が完成した。昭和５６年（１９８１）大船観音協会は解散、大本山総持寺貫首乙川瑾瑛が開山して曹洞宗大船観音寺となった。
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昭和６０年１１月完成の山門をくぐり寺域に入ると、日本人ばかりでなく東南アジアの人々から奉納された灯篭が立ち並んでおり、１階に受付や休憩室があって２階が本堂の照心閣がある。右手奥には原爆被災祈祷碑があり、その右手の階段を上ると石碑群の後方に、祈祷などを行う慈光堂が建っている。
境内正面階段の両側には、赤の布地に白字で「南無観世音菩薩」と染め抜かれた旗が林立している。石段を登ると、中程の左側に「梵鐘」があり、正面に高さ２５.３９ｍ、幅１８.５７ｍ、奥行１２．７３ｍの「胸像」の大船観音（正式名は白衣観音像）を拝観することができる。
頭上には、「阿弥陀如来像」が祀られてある。観音さまの背中側から中に入ると胎内には、像の２０分の１の大きさの本尊が安置されてあり、建立当時の写真や歴史などが展示されている。
胎内を出て左側の階段を上ると、展望スポットがあり、大船の街並みが一望できる。境内には四季折々に桜、オオムラサキツツジ、コスモスなどが訪れる参拝者を楽しませてくれる。
世を救う 慈悲に掉さす 観世音
深き誓いに 運ぶ大船