탈골암은 법주사의 산내 암자로 720년(신라 성덕왕 19) 창건되었고, 776년(혜공왕 12) 진표율사가 중창했다고 한다. 속설에 의하면 신라 탈해왕 때 경주 김씨의 시조인 알지가 자기의 용모가 닭과 비슷함을 한탄하던 중, 속리산의 현 탑골암에 좋은 약수가 있다는 말을 듣고 와서 약수를 마시고 아름다운 인간의 용모로 바뀌었으므로 이곳을 탈골암이라 하였다는 전설이 전한다. 또다른 얘기로는 진표스님이 이곳에서 영심·융종·불타 등의 제자들을 깨우쳐 생사윤회를 벗어나 해탈케 했다 하여 탈골암으로 불렀다고 한다.
창건 이후의 연혁은 알려진 것이 없으나, 1624년(인조 2) 벽암대사가 중창했다고 전해진다. 근대에 들어와서는 1950년 한국전쟁 때 건물이 전부 불타 없어지고 폐허가 되고 말았다. 이후 1954년 일부 중건을 하였으나 작은 암자에 약사여래좌상만 봉안되었을 뿐 아무도 머무르지 않았다고 한다. 그 뒤 1967년 영수스님이 머물면서 법등을 잇기 시작했다. 영수스님은 1975년부터 중창불사에 들어가 1977년에 삼성전을 짓고, 1987년에는 상좌인 혜운스님과 함께 선원을 건립하기 시작해 1990년에 완공을 보았다. 이 선원은 당시 조실이었던 월산스님이 대휴선원이라 이름 지었다. 대휴란 크게 쉰다는 말로, 선방에 들어서는 수행자 모두가 안으로는 헐떡이는 마음을 쉬고 밖으로는 구하는 마음을 쉬어 일체 번뇌의 뼈를 벗어 버리게 한다는 의미를 담고 있다.
1993년 2월에는 화재로 17평의 법당이 소실되자 그해 12월부터 법당 중건불사에 들어갔으며, 1995년 가을에 약사전과 요사인 운하당·연화당의 완공으로 오늘날 탈골암의 모습이 되게 하였다. 비가 많이 내린 여름이면 약사전 앞에 자연적으로 만들어진 연못에서 떨어지는 작은 폭포가 인상적이다.