明代以前，兰州地区的宗教主要是佛教和道教，宗教建筑也不是很多，见于史册而较为有名的仅有唐代始建、元代重修的庄严寺，唐太宗贞观中敕建、金代重修的普照寺，唐贞观九年高昌国王麴文泰捐资，以他的名义创建的嘉福寺，其中的庄严寺以塑绝、书绝、画绝著称于世。另有南宋始建的府城隍庙、宋代在城东大街建的东华观以及兴隆山建的一些宗教建筑等。
道教是中国的本土宗教，酝酿于东汉，发展于魏晋，南北朝时规模最大。作为中华民族创立的宗教，它既具有宗教的一般性特征，又具有鲜明的民族性格，在思想渊源与神仙世界的构造上同传统的哲学流派、哲学思想以及传说、神话息息相通。神仙思想是道教的中心思想。道教最关心的是“人如何不死”，这正是中华民族重现世、重现实的民族性格在宗教观上的体现。
明代初期和前半期的君王大都崇信道教，受其影响，各地藩王、地方官员、士子也往往崇信道教，兰州地区的道教也十分兴盛，修建了不少的宫观，不仅数量多，而且建造规模大，建筑得富丽堂皇。如肃庄王和他的幕僚们规划设计修建的金天观，迎道教高士孙碧云真人入观主持，其建筑宏伟，规模宏大，为西北最大的道观之一。
金天观位于西津路南侧，雷坛河西畔。占地39960平方米，建筑面积15000平方米。唐称云峰寺，宋为九阳观。明惠帝建文二年（1400年）肃庄王重修，迎孙碧云真人入观主持。后多次增修重建。由东组文昌宫、阿公祠、魁星阁、过厅、现大门；中组九天门、雷祖殿、三清殿、玉皇殿、混元阁；西组华祖庙、三官殿、道姑庵等三组建筑构成。
山门在东南角，坐西向东，为三间牌坊，上书金天观三字，后移至北端临街，改枋上“金天观”题额为“兰州市工人文化宫”。混元阁也称老子殿，建于明初，位于观西北九阳山顶，北临牡丹池，南接玉皇殿。殿内原塑老子像。玉皇殿位于混元阁南下方，明初建，由三间歇山正殿、两侧各三间悬山顶配殿及正殿明间前歇山卷棚顶前厅组合构成，结构较为奇特。殿内塑玉帝等像。三清殿又称无极殿，位于玉皇殿南，内供三清，东、西两侧接庑廊。雷祖殿建于明初，为雷坛之正殿。殿内侍奉雷祖及十大雷神，其东西两侧为配殿，东为法祖堂，西为天师堂，院中设檄雷之坛，并立雷公、电母、风伯、雨师，今俱无存。九天门为金天观南门，左右衔接长廊，门前左为真武祠，右为元坛祠。东、西长廊位于三清殿至九天门之间，各二十一楹。廊内原有明代画家所绘《金阙玄元太上老君应化图》，“文化大革命”时期被毁。金天观为省级文物保护单位。
明朝中后期，封建统治思想支柱是儒家思想，视道教为异端，但又强调“神道设教”以助教化，又吸收道教某些思想来充实儒家思想，作为封建统治的有效工具。故明朝中后期，上层道教虽然逐渐衰微，然地方民间道教仍然十分盛行。如兰州屡次修建城隍庙、关帝庙、玄武庙等。
明代的多数君王是崇信佛教的，特别是明代中后期更是如此。受其影响，民间及各地藩王和地方官员、士人在君王崇信佛教时也多改而信佛，兰州地区建于今中山路南的广福寺、建于七里河孙家台的兴远寺、建于五泉山的崇庆寺、建于五泉山东岩的千佛阁、建于旧城东关的白衣寺、建于白塔山的白塔寺、建于永登红城镇的感恩寺、建于永登连城镇的妙因寺等都是明代所建。其中兴远寺为藏传佛教寺院，妙因寺为甘青一带著名的喇嘛教寺院。
白衣寺旧址位于庆阳路（旧城东关），明肃王建，万历、崇祯及清道光、咸丰间多次重修。原有单体建筑10座，中轴线对称布局，包括山门、土地祠、伽蓝祠、白衣菩萨殿、多子塔、送子将军祠、旃檀神王祠，送子催生三慈母宫、眼光痘疹三慈母宫、文昌阁。今仅存多子塔、白衣菩萨殿（土地祠、伽蓝祠遗迹因易建铁柱宫“享殿”而拆除）。塔院遗址现占地4000余平方米，1962年公布为省级文物保护单位，现由兰州市博物馆保护、使用。白衣寺塔为八角13层实心砖塔，总高25.70米。由塔基、须弥座、塔身组成，均为喇嘛塔样式。
大佛寺也称感恩寺，位于永登县红城镇永安村，为明弘治五年（1492年），连城五世土司鲁麟为其父母而建，明孝宗赐名感恩寺。清咸丰八年（1858年）重修，现为国家级文物保护单位。
寺院坐北面南，占地2596平方米。院内建筑布局为中轴线对称排列。由南向北依次建有山门、碑殿、力士殿、天王殿、大佛殿等主体建筑，东、西两侧建有菩萨殿、护法殿、厢房。山门为砖木结构牌楼。碑殿俗称碑亭，全殿绘具有民族宗教特色的青绿彩画。力士殿内塑力士两尊，墙面绘《菩萨三十二感应图》、《生死六道轮回图》等壁画。天王殿内塑四大天王像。大佛殿为大佛寺正殿，殿厅顶设天花、藻井，上绘佛教图案。正厅塑接引、燃灯、准提菩萨像；礼拜道内塑小佛像88尊，并塑有《西游记》等佛教故事。护法殿位于天王殿、大佛殿之间，与菩萨殿相对而建，西侧护法殿内塑千手千眼佛、牛面人身护法神，东侧菩萨殿内塑观音、文殊、普贤菩萨像。寺内原各殿均有明弘治六年（1493年）绘制精美壁画及书法艺术。
