山口県文書館所蔵の県庁伝来旧藩記録「防長寺社由来」等によると、当地には往古より真言の伽藍が存在していたという。平安末期には村内大日ケ浴にあった行基菩薩ゆかりの真言伽藍が荒廃したため、本尊大日如来がこの地に移されて光明寺と号していたという。しかし、この真言伽藍も戦乱や飢饉によりいつしか諸堂は荒廃し、大日如来が鎮座する堂を残すのみになる時代もあったという。ここに褫谷記室禅師と云う人、廻國のみぎりに此の大日尊像の霊夢を感して再び坊社を建立し、照山融全禅師へ伝えたもうたという。

月日は流れ、応永6年（1399年）周防・長門（現在の山口県）を本拠地としていた守護大名の大内義弘が起こした反乱（応永の乱）で義弘が憤死すると、残った大内盛身と大内弘茂による家督相続争い（応永の兵火）が勃発し、この内戦の際に光明寺の伽藍はことごとく焼失して再び本尊のみになった。この時、光明寺の縁起等も粉々となり、これを歎いた里人達は三間四面の草庵を跡地に結び本尊を奉っていたのである。

寺伝によると現光明寺の開基は真言時代の旧光明寺焼失からおよそ180年後の天正8年（1580年）であったという。かつてのご本尊大日如来が鎮座する草庵（大日堂）のそばに浄土教寺院として開かれたのである。明暦年間(江戸初頭・1655年頃)には、本村字下村（現在の西厚保町大村地区）にあった曼陀羅寺（当郷の地頭であった鎌倉下向武士の厚氏菩提寺）が玉空傳瑞和尚により引寺されている。この時より当寺は山号を「曼陀羅山」院号を「大日院」寺号を「光明寺」と号するようになり、曼陀羅寺より移された阿弥陀如来を本尊に迎え、浄土教の念仏道場として隆盛を誇ったという。以降も背後にある真言草庵（大日堂）との深い関係は続き、旧光明寺の歴史を色濃く残した真言霊場の地に建つ浄土宗西山派の寺院として今日に至っている。

建て替えのため平成24年秋に解体された旧本堂（写真）は、安永年間末期(1780年頃)に傳空上人により建立されたもので、江戸中期の典型的な寺院建築様式の古寺であった。本尊阿弥陀如来とその脇侍（観音菩薩・勢至菩薩）が納まる三尊宮殿は、背面に残された上人直筆の墨書により安永8年（1779年）に制作されたことが確認されている。須弥壇は約三百年前の宝永八年三月（1711年）喬空上人慈門和尚による設置であった。いずれも本堂建てかえの際に復原修理が行われている。

本堂背後にあった大日堂（平成22年豪雨災害により被災解体）へ伸びる参道の入口には、いかにも時代を感じさせる山門がある。清末藩の資料にも建立時期は不明とあり、本堂よりもさらに古いものである。これまで幾度か部分的な補修が行われているが、天上板に彩色の施された仏画が確認出来、鬼瓦には菊の紋章が掲げてあるのが興味深い。

山門の前に建つ石碑には光明寺本堂と大日堂の御本尊名が刻まれており、「當山御本尊阿弥陀如来者安阿弥之作」と「當山御本尊地主大日如来者行基菩薩之作」の文字が確認できる。前者の「安阿弥」は鎌倉時代を代表する佛師「快慶」の別称で、厚氏の菩提寺より移された阿弥陀如来像が快慶作であることを宣しており、後者は平安末期に村内の真言伽藍よりこの地に移転していた大日如来が、奈良の大仏の建立で勧進を務めた大僧正行基由来の如来であることを伝えている。奈良・鎌倉の両時代を代表する如来が同居しており、これも光明寺の複雑な歴史がもたらしたご縁であろう。