海光寺位于南京路与南门外大街交汇处东北侧，其地域为：南京路以北、多伦道以南，万全道以西、南门外大街以东的范围。清乾隆年间，天津总兵蓝里在城南大规模开垦水田种植水稻，使那里成为稻垄纵横、蛙鸣阵阵的鱼米之乡。康熙四十四年（1705），蓝里延请名僧成衡来津创建了普陀寺。寺院宽敞壮观，院内遍栽葡萄，故俗称“葡萄寺”（“普陀———葡萄”读音相类）。1719年康熙帝巡幸天津，为普陀寺赐题匾额“海光寺”，并书楹联“香塔鱼山下，禅堂雁水滨”。于是，普陀寺遂易名海光寺。寺外植柳万株，枝叶披拂，绿阴遮地；辟田百顷，与城南河塘相连，菡萏盛开，稻香萦怀，文人雅集，游船荡漾，十里波光与碧瓦朱墙相映，故有“小江南”之称。
海光寺在近代史上遐迩闻名，并非因其曾获皇上恩宠，而源自在这座寺庙里与英、法、俄、美签订了丧权辱国的《天津条约》。咸丰八年（1858）第二次鸦片战争爆发，英法联军舰队攻占大沽炮台，溯河而上，直抵东浮桥，盘踞三岔口。天津守军奉命在海光寺外驻扎。朝廷急派大学士桂良、吏部尚书花沙纳为钦差大臣赴津谈判求和。英、法、俄、美侵略者强迫清政府在海光寺分别签订了《天津条约》。海光寺成为中国备受凌辱的见证，于是它得了个别名———签约寺。咸丰十年（1860）英法联军再度侵占天津，海光寺被侵略军占领；转年因天津开埠而撤出。
第二次鸦片战争后，清政府开始重视国防建设。咸丰十一年（1861），朝廷委任直隶总督崇厚在海光寺创办“天津机器局”（即西局），把从国外购置的蒸汽机、化铁炉和车床等设备，安装在佛殿东跨院的厂房里，制造枪炮弹药，以加强京畿防务。
光绪二十六年（1900），八国联军侵入天津，海光寺遭彻底破坏，日军占领海光寺。转年签订《辛丑条约》，海光寺被划入日租界，日本兵营以及驻军司令部就设于此处。日租界街道一律以日本名字命名，如：南京路（南门外大街至锦州道一段）叫“住吉街”，多伦道叫“福岛街”，新疆路叫“三岛街”，万全道叫“伏见街”等。可能是为了炫耀占领海光寺的所谓“战果”，日租界当局继续使用“海光寺”这个地名。新兴路（鞍山道至土场南道一段）当时被命名为“海
海光寺 清初天津城南门之外的官道两旁，河网纵横，坑塘密布，颇具泽国水乡的江南风貌。明代的天津八景之一，便是“定南禾风”。
康熙四十四年(1705年)一位法名叫成衡的高僧，见这一带风水绝佳，遂于距南门三里的官道东侧修建起一座宝刹，名普陀寺。因为周围地势宏阔，普陀寺显得格外轩昂，以致这里香火极盛，名噪一时。1719年康熙帝南巡，驻跸天津，工于诗画的寺僧成衡迎于西淀。康熙兴会所至，遂赐普陀寺名海光寺。不但赐写了匾额，而且赐给了海光寺两副对联，一副是“香塔鱼山下，禅堂雁水滨”；另一副是“水月应从空法相，天花散落映星龛”。
上有所好，下必趋之。皇帝的青睐，着实为海光寺带来了好运，以致官商纷纷捐金，对海光寺进行大规模修缮和扩建。扩建后的海光寺不但殿宇弘敞，而且于环寺半里处凿渠两道，这就是海光寺的内河与外河。内河宽五至八丈，深六尺；外河宽二丈四尺，深五尺，周边植柳万株，海光寺的环境由此大为改观。两渠北通城濠，东南通贺家口，南有闸以引海河潮水，旱则汲引，涝则泄放。寺北建有西平桥，当时的“津门十景”中，有所谓“平桥积雪”者，即在此处。寺南建有南平桥，以通周围百余村镇。寺西北角桥下通官道，桥头有草屋数椽，桥南绿杨夹岸，掩映红莲，春夏游人，少长成集，所以这座桥被称为欢喜桥，也是远近闻名的风景小区。除此而外，环渠之上还有一座无碍桥，也是尽人皆知。传说，当时海光寺周围还遍植葡萄，所以也称海光寺为葡萄寺(疑为普陀寺之音讹)。
康熙四十三年(1704年)户部议准彼时的天津总兵官、福建人蓝理在天津沿海开垦水田，但蓝理却就近选址于海光寺南，开围田200余顷，圩岸周长数十里，引天津城西南角城濠之水，东至贺家口泄人海河，排灌两用，时称华家圈引河。围田分东、西两个大圈，招闽浙农人数十家，分课耕种，限年趋科，人籍力田，并以领垦之人的姓氏为圈名，如华家圈、徐家圈(一日徐胡圈，日久讹音为西湖村)等。每田一顷，设水车四部：另建东棚、西棚，以畜推水车之马匹。“旱则一日两灌而不加溢，涝则终日戽而不加浅”。“插莳之候，沾涂遍野，车戽之声相闻。亩收三、四石不等。雨后新凉，水田漠漠，人号为小江南”，亦称蓝田。当时蓝理曾请僧湘南主持海光寺及寺外的垦田诸事，湘南亦缘此写有《海光寺志》，惜今已不传。
高宗弘历继位后，亦步其祖父之后尘，屡屡南巡，乾隆元年(1736年)时路过天津，为海光寺御书“瀛蠕慈荫”匾额。这位偏爱舞文弄墨的皇帝，此后又陆续为海光寺亲笔写下了大殿额“普门慧镜”，大殿联“觉岸正光明如水如月，法流大自在非色非空”；御书楼联“春物薰馨含慧业，名禽宛转人闻思”；大士楼联“不生波处心恒定，大寂光天相总融”；后楼额“镜澜普照”，后楼联“欢喜白毫光妙明合印，庄严香水海安隐同参”。海光寺因此声名更隆，时有高僧驻锡其间。
1767年乾隆帝曾在海光寺前阅兵，有《题海光寺》及《阅武》诗。时值协办大学士、陕甘总督福康安镇压台湾林爽文起义成功，乾隆令将义军领袖林爽文，何有志、陈岑、林岑等槛送天津，并于行宫门外亲自审讯，最后用大刑磔(分裂肢体)何有志，枭首示众；次日又于蒲口磔陈岑，枭首示众，林爽文则被害于北京菜市口。由此，乾隆帝对清王朝的统治忧心忡忡，所以他在《阅武》诗中，竞有“敢日瀛氛靖，戒安意正殷”的句子。1770年乾隆帝作《海光寺》诗。1788年拈香海光寺，又写下了《海光寺》诗，这几首诗当年均泐石于海光寺中，用资纪念。
为这处风景绝佳的佛门胜地带来屈辱、破坏，乃至万劫不复之厄运的，是第二次鸦片战争和八国联军的侵华。
咸丰六年(1856年)英国借口亚罗号事件进攻广州。翌年法国借口马神甫事件，与英国组成侵华联军，并以额尔金和葛罗为英、法全权代表，各率海陆军集中香港。这时，美、俄两国亦声明支持英、法侵华。不久广州为英法联军攻陷，四国公使遂联袂北上，于咸丰八年(1858年)4月抵达大沽口外。5月20日英法联军攻占大沽炮台，清军溃败，联军兵舰沿海河上驶，于26日到达东浮桥，并盘踞于三岔河口一带，清军于海光寺外扎营。咸丰帝见状大惊，深惧天津重蹈鸦片战争的覆辙，认为英、法若“以大沽为香港，而以天津为广州，将来何能驱之使去?”因此急忙派出大学士桂良、吏部尚书花沙纳驰往天津查办。
桂良和花沙纳到达天津后，见海光寺建筑华美，陈设精良，且周围有清兵驻扎，乃选定于6月5日在海光寺后楼下筵宴英国公使，“以北为上，设联桌三，东西联桌各二，地铺红毡，围靠新鲜，酒肴齐整。”6月7日在海光寺分别筵宴法、俄公使，6月8日又在海光寺筵宴美国公使。当时，俄、美两国因急于得到好处，条约很快议定，而英、法两国自恃大军压境，逞强要挟，态度极为蛮横，甚至在谈判之外，径至桂良、花沙纳的行寓，拿出自定条约56款。逼令二人应允。“骄狠之情，有目共见。非特无可商量，即一字亦不令更易”。
经过近一个月的海光寺谈判，英使额尔金寸步不让，而且“逼索议准照会，神色俱厉”，额尔金甚至扬言，“若再无定说，惟有带兵北窜”。桂良、花沙纳果然被英、法的恫吓所慑服，自称“精疲力竭”，并提出“五不可战”，要求咸丰帝“于两弊相形之中，聊为避重就轻之法”，对四国的侵略要求“从权允准”。
6月26日中英《天津条约》在海光寺签字，英使额尔金踌躇满志，来海光寺时，竞“用轿30乘，带兵五六百名，各持枪刀，铠甲一色。夷官亦数十人，鼓乐同来，竟将寺内占满。”第二天，中法《天津条约》签字，法使葛罗“带兵200余名，并跟随夷官数十人，鼓乐同来。”“是日回馆甚晚，沿路执火把百余，照耀而行。”中俄《天津条约》和中美《天津条约》已分别于6月13日和18日签字，两国虽然仪从简单，但也盛气凌人。应当说，从这时起，海光寺便成为中国近代史上国家备受欺凌，民族历经屈辱的见证，海光寺也因此得了一个浑名—签约寺。
咸丰十年(1860年)英法联军再次攻陷大沽，并将天津城占领，联军在河北望海寺设北营，在城南海光寺设南营，并一度将天津知府石赞清扣押在海光寺内。这是海光寺第一次被外国侵略军占领。到了咸丰十一年(1861年)，联军才因《北京条约》(《续增条约》，即《天津条约》的接续和增补)的签订，和天津的开埠，悉数从海光寺撤出。
第二次鸦片战争后，清政府开始重视国防的近代化和加强近畿的防务，决定购置外洋军火机器，在天津设局制造。同治六年(1867年)三口通商大臣崇厚在天津城东18里的贾家沽道设立军火机器局，并把由外国购办的制造火药与铜帽(雷管)的机器安放在这里，这就是东局；然后把从上海等处购办来的蒸汽机、化铁炉和旋床等设备安置于海光寺周围新建的厂房里，作为分局，亦称西局。西局专门制造枪炮，并为东局机器做修配工作。据津海关税务司迪妥玛《1867年天津贸易报告》说，“三口通商大臣已在海光寺建立了一个机器厂和炼铁厂，由外国工程师监督，在那样的地方能够建立起高耸的烟囱，可见风水之说还是不难克服的。”由于寺外的隙地全为机器局所占，清旷之地遂变为尘嚣之所。
同治七年(1868年)海光寺西局率先开工，首先制出了可发射12磅炮弹的铜制炸炮12门，每门重45O磅。此外还制造出炮架及前车。据目击者说：“炮具的生产，颇为有效，很可称道。”因东局以生产弹药为主，所以称“机器造药局”；海光寺分局以生产枪炮为主，又称“机器铸炮局”。
同治九年(187O年)李鸿章督直，调任原上海机器局督办沈保靖来津主持局务。当时因购得制造林明敦兵马枪设备及中针枪子机器，遂将海光寺分局之名撤销，但生产规模却得到扩大，这里分设铸铁厂、锤铁厂、锯木厂，将原来机器房的一半改为洋枪厂，添设卷枪炉房；铜帽房的一半改为枪子厂，添设烤铜装药房，并试制出镪水、水雷、雷管等。
