鎌倉時代には、糟屋氏が源頼朝の御家人となったため、大山寺は鎌倉幕府の庇護を受けることとなった。『吾妻鏡』には、大山寺が源頼朝や源実朝から寄進を受けた旨の記載がある。その後、一時荒廃した大山寺だが、京都東寺の再興事業で実績を上げた願行房憲静（けんじょう）の手で復興された。このとき、願行は蒙古を降伏させる秘法を修得するため大山に登り、百日間の苦行を行い、師匠・意教房頼賢が提供した鉄造の不動明王像の前で祈り続けると、怒り狂った不動明王の姿がみえ、その後、不動明王像の目が見開かれたという。願行は、この時の不動明王の姿をもとに、二体の鉄造の不動明王像を製作し、その一体が大楽寺の不動明王像（「試みの不動」と呼ばれる。現・覚園寺蔵。神奈川県重要文化財）となり、もう一体が大山寺の不動明王像（国の重要文化財）となったとされる。

室町時代においても、当初、大山寺は室町幕府・鎌倉府の庇護を受けていたと考えられるが、やがて顕密系地方山岳寺院の当時の一般的状況として、地域領主層や勧進唱導活動等で一山の経営を支えるようになった山内宗教者集団の発言権が増していったであろうと想像される。文明18年（1486年）の冬に大山に登った聖護院門跡道興准后は、『廻国雑記』に雪の大山山内に宿泊し「その夜の大山は寒くて眠れなかった」などの漢詩と和歌を詠んでいる。ここから、当時の大山寺に、近衛摂関家の貴種であり全国山伏の棟梁一行を迎えるだけの山伏集団が存在していたと考えられる[7]。なお、室町時代の後期のころに、『大山寺縁起絵巻』が成立した。

戦国時代に、大山は小田原の北条氏の支配下に入り、北条氏は大山の宗教勢力を利用しようとしたことが諸史料からわかっている。なお、大山の山伏集団は本山派の院家勝仙院（のちの住心院）の霞下であったと考えられる[8]。天正18年（1590年）に徳川家康に与する軍勢が小田原を攻略した際には、大山の宗教勢力は北条氏に与して、激しい戦いを繰り広げた。
江戸時代大山道(主要8道)。

江戸時代に入ると、徳川家康は敵対していた大山の勢力に厳しい姿勢で臨み、真言宗以外の勢力を全て下山させ、山内の居住は清僧（学僧）のみで25口に限定して許可することとし、さらに山岳寺院一山としては特定宗派にまとまっていなかった大山寺を古義真言宗に統一し、初代学頭に成事智院の住持であった実雄法師（古義真言宗）を任命し、定住させることとした。そのうえで、慶長13年（1608年）には御朱印地等を寄進するなどし、経済的な援助関係を強めた。特に徳川家光は、大山寺の「寛永の大修理」の際に、造営費として1万両を与え、落成の祝賀等に春日局を代参として二度参詣させた。

下山させられた山伏や山内に家族で住んでいた住人たちは、大山の麓に居住し、御師として、布教活動を行うとともに、宿坊や土産物屋の経営をするなどし、その結果、大山門前町（蓑毛町、坂本、稲荷、開山、福永、別所、新町）が成立した。御師たちの活動により、宝暦年間（1751年 - 1764年）から行われた信仰による登山は大山講と呼ばれ、各地から通じる道は「大山道」（「大山街道」ともいう現在の国道246号を含む）と呼ばれた。江戸の庶民にとっては、大山詣と江ノ島詣のセットが娯楽の一つとなった。古典落語の演題にも『大山詣り』が登場した。明治初期の『開導記』には、大山講の総講数は15700であり、総檀家数は約70万軒との記載がある。このように大山信仰が流行することとなった要因として、『大山寺縁起』（正確には『大山寺縁起絵巻』）の内容が民間に伝わったことが指摘されている。寛政4年（1792年）には、『大山不動霊験記』が出版された。
明治以後

明治維新以後、明治元年（1868年）3月の神仏分離令と、それに伴う廃仏毀釈の運動により、大山寺は取り壊しとなり、その跡に阿夫利神社の下社が建立された。明治18年（1885年）に、大山寺は現在地（来迎院の跡地）に明王院として再建され、大正4年（1915年）に観音寺と合併し、再び「大山寺」を称することとなった。
史料
大山寺縁起絵巻

『大山寺縁起絵巻』によると、相模国の国司であった大郎大夫時忠という人物が、子供に恵まれないため、如意輪観音像を製作して祈ったところ、夫婦の夢の中に高齢の僧が現れ、「弥勒菩薩の化身」という法華経一巻を与えて姿を消した。その後夫婦の間に男の子が生まれ、仏の化身とされて、国中から祝福を受けたが、誕生から50日後、野外で赤ん坊が湯浴みしているときに、金色の鷲にさらわれてしまった。夫婦は嘆き悲しんだが、金色の鷲の巣に連れ去られたその子供は奈良の覚明という僧に引き取られ、「金鷲童子」と名付けられた。童子は出家して「良弁」を名乗り、聖武天皇に認められて東大寺（金鐘寺）の初代別当となり、華厳宗を確立したが、良弁の噂を聞いた時忠は奈良に行き、子である良弁と再会した。話を聞いた聖武天皇は、良弁が相模国に帰国することを許したが、当地で仏法を広めたらすぐに帰京することを命じた。

相模国で、良弁は大山の山頂から光が放たれているのをみた。なお、ここにみられる「放光山伝説」は修験道と関連の深い山岳の縁起によくみられるものであるという。良弁は大山に登り、山頂の地面を掘って、不動明王の石像を発見した。そのとき、不動明王が、この山は弥勒菩薩の「兜率天浄土」であると語った。良弁は山中でみいだした霊木で不動明王の像を製作し、その像の前で21日間祈ると、弥勒菩薩の化身である四十九院が現れるなどした。なお、仏像を霊木で製作するという部分に、霊木信仰の存在が指摘される。

良弁が山中にある岩窟の下の池の端で、7日間祈ると、池の中から震蛇大王を名乗る大蛇が現れ、「自分は大山を守護しているが、仏の教えを無視していたため、このような姿になってしまった。上人のおかげで兜率天の内院に変わることができたので、今後は大山に垂迹して大山寺を守護したい」と語った。ここには、本地垂迹説による、神仏習合の典型的なかたちがみいだされる。

良弁が参拝人のため、水が出るようにして欲しいと大蛇に依頼すると、岩窟の上から水がしたたり落ち、「二重の滝」となった。ここで、絵巻には、詞書には記載がない役小角が二鬼神とともに描かれており、絵巻の成立背景に修験道の影響があることがうかがえる。また、大山信仰の根幹の一つとされる、「大山寺」と「水」との関係（水垢離をする修行者など）が鮮明に描写されているとされる。

こうして、大山寺を開山すると、良弁は、天皇との約束に従い、帰京していったとされる。
大山不動霊験記

『大山不動霊験記』は全131話から成り、大山の不動明王の霊験がもたらされるにはどうすればよいか、が説話の中で語られており、ただ願うだけではなく実際に行動することを訴えていて、大山信仰の発展に一定の役割を果たしたと指摘される。

『大山不動霊験記』には神奈川県内に関する説話が66話あり、全体の50％強となる。特に、大住郡（現在の伊勢原市・平塚市・秦野市）に関する説話は32話あり、県内全体の48％になる。県外では、59話のうち江戸関連が21話、武蔵国関連が11話、下野国関連が11話と多く、他は僅少である。これらの事実は、当時の大山信仰の分布を考察するうえで重要視すべきものとされる。

説話の中に登場する年代についてみると、寛永年間（1624?1644）から寛政4年（1792年）までが128話と最も多く、その中でも明和・安永年間（1764?1781年）の説話が約58％になる。特に安永年間の説話は44話であり、全体の約34％である。このことは、大山信仰の最盛期が宝暦年間（1751?1764年）以降とされることを裏づけているとされる。

また、説話の登場人物では、百姓が57人であり、全体の約47.5％となっており、大山信仰が百姓を中心とした庶民の信仰であったことを示すとされる。また、人々が大山に祈願したこととして、最も多いのは、病気平癒（45話）で全体の36％であり、ついで災難除け（34話）で、全体の27％である。なお、大山古川柳にみられるような「借金逃れ」の説話はみられない。
登山

登山口は、ケーブルカー終点（阿夫利神社駅）、日向薬師、蓑毛、ヤビツ峠などがある。

山頂は1252mで、晴れた日の眺望は新宿高層ビル群や房総半島にまで及ぶ[9]。下社から山頂までは徒歩で1時間半ほどである[9]。山頂にはチップ制公衆トイレがあるが、給水管の凍結や破裂を防ぐため冬期は閉鎖されている[10]。
大山山頂周遊コース

阿夫利神社駅（大山阿夫利神社下社）からのルートは、登山口にある登拝門を1丁目、大山山頂を28丁目としてルートが分けられている[9]。

28丁目 - 大山山頂で大山阿夫利神社本社がある[9]。

20丁目 - 富士見台[9]

15丁目 - 天狗の鼻突き岩[9]

14丁目 - 牡丹岩[9]

8丁目 - 夫婦杉[9]

1丁目 - 登拝門があり毎年7月27日に夏山開きが開催される[9]。

大山・日向コース

大山阿夫利神社下社から日向薬師への大山・日向コースには、二重滝、モミの原生林（神奈川県指定天然記念物）、見晴台などがある[9]。
観光 大山からの眺め

公共交通機関でアクセスする場合、山麓の大山ケーブル駅までは、小田急小田原線伊勢原駅からバスを利用し、終点の「大山ケーブル」バス停から「こま参道」を歩くこととなる。ケーブルカー（大山観光電鉄大山鋼索線）は大山寺最寄りの大山寺駅を通って阿夫利神社の下社最寄りの阿夫利神社駅まで通じている。

大山へのアクセス道路である神奈川県道611号大山板戸線（旧道）は、市街地を抜けてから狭小区間が続き、すれ違い困難である上に渋滞の要因にもなっていたが、2022年までに並行して2車線の県道611号大山バイパスが整備され、道路状況は大きく改善された。また、2020年には新東名高速道路の伊勢原大山ICが開通し、自動車でのアクセスが容易となった。