동화사는 작두산의 북쪽과 국사봉의 남쪽 기슭 사이로 흐르는 하천가의 절골에 있으며 남수원절로도 알려져 있다. 창건 연대를 알려주는 사료는 없으나 사지의 주변에서 통일신라 이후 조선조에 이르는 유물이 발견되고 있다. 전하는 얘기로는 임진왜란 당시 왜병이 이곳을 지나가는데 말굽이 떨어지지 않아 주위를 보니 석불이 있었다고 하며 이에 왜장이 칼로 석불의 목을 쳐서 사불을 만들었다고 한다. 이때 석불의 목에서는 붉은 피가 흘러나왔다고 전해진다. 동화사는 300여 년 전에 현재의 대웅전을 건립하여 불사를 잇고 있다고 하며 동화산리의 산 이름과 지명에 따라 동화사가 된 듯하다. 이곳은 정면 3칸, 측면 2칸, 대웅전과 근래에 신축한 요사가 있는데, 대웅전은 1992년 신축된 것이다.
이곳의 대웅전에 있는 석조 비로자나불상은 전체적인 조각 수법으로 보아 통일신라 말에서 고려 초에 만들어진 것으로 추정되며, 충청북도 유형문화재로 지정되어 있다. 불상의 부러진 목을 복원하면서 잘못하여 머리가 오른쪽으로 약간 기울어져 있다. 높이 148cm이고 광배는 없다. 한편, 불상이 올려진 연화 대좌는 청주와 청원 지역에서는 가장 큰 것이다. 상대석의 일부가 파손되기는 했으나 비교적 원형을 잘 간직하고 있다. 한편 대웅전 앞에 있는 삼층석탑은 높이가 133cm에 불과하나, 고려 초의 석탑으로 절의 역사를 추정하는 데 귀중한 자료가 된다. 3층 옥개석과 기단부 갑석만 남아 있다. 기단 갑석은 1장의 석재로 되어 있고, 각층의 옥개석은 낙수면이 완만하다. 작두산과 하천의 물이 어우러져 멋진 풍경을 자랑하며 고즈넉한 사찰의 모습이 아름답다.