贞观二十三年六月，玄奘回到大慈恩寺，专务翻译。其间无弃寸阴，每日制定译经的课程，若白天因事未能完成，则晚上抽空补译，完成一天的工作之后，再礼佛禅修，至三更暂眠，五更复起，每日午斋过后和黄昏二时，为本寺弟子及诸州学僧辨难释疑，讲解新译经论及因明学说。众弟子殷勤请示教诫，奘师亦皆酬答处分，无复遗漏；又与寺中大德研讨法理，评述诸家异同；又为僧俗学众讲述少年时在国内游学及游历西域诸国时的种种见闻，其间高谈阔论，兴致盎然，竟无疲怠。
唐高宗永徽二年（公元651年）正月，瀛州刺史贾敦颐、蒲州刺史李道裕、谷州刺史杜正论、恒州刺史萧锐等朝廷大员，利用公务之暇，到大慈恩寺参见玄奘大师，请受菩萨戒皈依佛门。玄奘为他们广说菩萨行法，勉励他们事君尽忠临下慈爱黎民，群僚各舍净财供养三宝，然后欢喜辞去。
九月，高宗下诏，舍宜君县凤凰谷的玉华宫为佛寺，名玉华寺。
永徽三年（公元652年）三月，玄奘为了安置西域所请经像，以避免年久散失，兼防火患，计划在大慈恩寺端门的南面建造一座佛塔。于是，玄奘按照天竺窣堵波的式样，设计了一座高达三十丈的石砌佛塔，奏表朝廷请旨兴建，拟显大国之崇基。
高宗闻奏，即敕使中书舍人李义府回报奘师：“师所营石塔工程浩大，恐难以速成，宜改用甎造。亦不愿师辛苦，今已敕大内、东宫、掖庭等七宫尽人力财物相助，足得成办。”于是改用砖土营造佛塔。
奠基之日，玄奘亲自负篑畚，运土搬砖，并指导施工。
两年后，一座造型简朴、气魄宏大的巨塔拔地而起。塔分七层，上五层，下两层。宝塔基面各一百四十尺，连相轮、露盘在内，外塔全高一百八十尺，最上层以石为室；地下两层为地宫密室，密室内布置着庄严的曼荼罗，曼荼罗内又有宝函，安置着佛陀真身舍利、佛像和梵本经文等宝物。
在宝塔南门洞东西两侧的砖龛内，分别镶有唐太宗李世民撰的《大唐三藏圣教序》和高宗李治撰的《述圣记》两碑，两碑文都是由书法大家，尚书右仆射褚遂良书写。
慈恩塔落成之日，高宗亲临参加佛塔的开光仪式。
高宗问：“奘师，这座巍峨庄严的佛塔当称何名？”
玄奘大师对高宗及在场僧俗讲了一个故事：
在中印度那烂陀寺东行三十多里的山上，有一座寺院。从前，那里的僧人修习的是小乘的渐法，允许僧人食用不是我杀、不因我杀、我不见杀的“三净肉”。一次，寺中食物短缺，负责煮食的比丘一时彷徨无措。刚好这时，一群大雁从他头上飞过，比丘对天戏言：“今天僧人的膳食不够，大菩萨应该知道是时候供养出家人了。”此言一出，领头的大雁立即应声而回，它一声清鸣，铩翮云天，然后从高空直坠而下，投身到比丘面前死了。比丘见状大惊，于是遍告众僧。寺中僧人听说之后，都惭愧惊惧，围着大雁悲叹哭泣。他们互相告诫：“这真是大菩萨啊！我们是什么人，敢吃祂的肉呢？如今大菩萨来教化我们，我们应当依大乘而行，从此不再食肉啊！”他们于是便建起灵塔，供奉这只引导他们趣向大乘佛法的大雁，那座佛塔就名为“大雁塔”。
如是因由，长安大慈恩寺的佛塔便命名为“大雁塔”。
大雁塔落成之后，大慈恩寺与曲江池也成了京师长安的一处著名风景名胜，是文人墨客吟咏会友的好去处。唐神龙年以后，新科进士及第，天子赐宴，于曲江池聚会宴饮，慈恩塔下题名，相沿成俗，这就是人们说的“曲江宴饮”和“雁塔题名”的由来。历代许多著名诗人登临大雁塔都留下传诵至今的名句，其中最具代表性的是唐代诗人岑参的《与高适、薛据同登慈恩寺浮图》，诗曰：
塔势如涌出，孤高耸天宫；