วัดโลกโมฬี สร้างขึ้นในสมัยใดไม่มีหลักฐานปรากฏแน่ชัด แต่ปรากฏชื่อเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ.1910 สมัยพระเจ้ากือนาธรรมมิกราช กษัตริย์ล้านนาองค์ที่ 6 แห่งราชวงศ์มังราย ทรงโปรดอาราธนาให้คณะของพระอุทุมพรบุปผมหาสวามีเจ้า เมืองเมาะตะมะ จำนวน 10 รูป มาสืบทอดพระพุทธศาสนาในดินแดนล้านนา ซึ่งคณะสงฆ์เหล่านั้นได้จำพรรษาที่วัดโลกโมฬี อันเป็นสถานที่ใช้ในการต้อนรับพระราชอาคันตุกะจากต่างเมือง
คอหนังที่เคยได้ชมภาพยนตร์เรื่องสุริโยไท ซึ่งเข้าฉายไปเมื่อหลายปีก่อน เป็นภาพยนตร์ชื่อดังที่ทำรายได้มหาศาล ใช้ทุนสร้างถึง 400 ล้านบาท ใช้เวลาในการสร้างและเขียนบทนานกว่า 7 ปี นับเป็นมหากาพย์ของเมืองไทยที่มีคนกล่าวขานกันมากที่สุด กำกับการแสดงโดย หม่อมเจ้าชาตรีเฉลิม ยุคล จนทำให้คนในวงการภาพยนตร์ยกย่องว่าสุริโยไท เป็นประวัติการณ์เกือบทุกด้านของวงการภาพยนตร์ไทย
ใครที่ได้ชมคงจะเห็นฉากหนึ่งในภาพยนตร์ ที่ใช้วัดโลกโมฬี เป็นฉากถ่ายทำ เป็นฉากที่พระไชยราชาธิราช เสด็จนำทัพจากอยุธยาไปรบกับแคว้นล้านนา ตรงกับรัชสมัยของ “พระนางจิรประภามหาเทวี” (นำแสดงโดย เพ็ญพักตร์ ศิริกุล) เมื่อประมาณปี พ.ศ.2088 และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาดูเหมือนว่าวัดโลกโมฬี จะเป็นที่รู้ของคนทั่วไปมากยิ่งขึ้น อีกทั้งยังเป็นฉากที่ กาสะลองกล่าวคำอธิษฐานเคียงข้าง ทินกฤต ใต้ซุ้มประตู อีกด้วย (หนังดัง กาสะลอง)
ย้อนไปในปี พ.ศ.2070 พญาแก้ว ได้โปรดให้สร้างพระมหาเจดีย์และพระวิหารหลวง ต่อมาในปีพ.ศ. 2088 ได้มีการบรรจุพระอัฐิของพระเมืองเกษเกล้า ทางด้านกำแพงทิศเหนือของพระอาราม ซึ่งเป็นพระอารามหลวงประจำพระองค์ จากนั้นเสนาอำมาตย์จึงได้ทูลเชิญพระนางจิรประภามหาเทวี ขึ้นครองราชในปี พ.ศ. 2088 –2089 อันเป็นช่วงเวลาที่เหล่าขุนนางเรืองอำนาจทำให้เมืองเชียงใหม่อ่อนแอ เป็นเหตุให้สมเด็จพระไชยราชาธิราช กษัตรย์อยุธยายกทัพมาตีเมืองเชียงใหม่ แต่ด้วยพระปรีชาสามารถของพระนางจิรประภามหาเทวี ซึ่งมีความรักและความเป็นห่วงไพร่ฟ้าประชาชนของพระองค์ จึงทรงรักษาเอกราชของบ้านเมืองไว้ได้ โดยไม่เกิดความสูญเสียใดๆ แม้แต่น้อย พร้อมกับทูลเชิญพระไชยราชาธิราชเสด็จมาทำบุญที่วัดโลกโมฬี และยังพระราชทานทรัพย์สร้างกู่พระเมืองเกษเกล้าให้สมพระราชเกียรติ ด้วยเหตุนี้พระนางจิรประภามหาเทวี จึงได้รับการยกย่องให้เป็น “เทพเจ้าแห่งความรัก” ตั้งแต่สมัยนั้นเป็นต้นมา
ในรัชสมัยของพระนางวิสุทธิราชเทวี กษัตรย์องค์สุดท้ายของราชวงศ์มังราย ได้ทรงทำนุบำรุงในพระศาสนา อีกทั้งทรงเลื่อมใสในสมเด็จพระสังฆราชโลกโมฬีเจ้า จวบจนพระนางเสด็จทิวงคต ในปี พ.ศ.2121 ได้มีการถวายพระเพลิงพระนางวิสุทธิราชเทวี และบรรจุพระอัฐิไว้ภายในบริเวณพระอารามหลวงโลกโมฬี
หลังจากนั้นมา เมืองเชียงใหม่ ตกเป็นเมืองขึ้นของพม่าอยู่นานกว่า 200 ปี วัดวาอารามต่างๆ ถูกเผาทำลาย แต่วัดโลกโมฬีไม่ได้ถูกเผาทำลายเนื่องจากเป็นวัดสำคัญในราชสำนักมาโดยตลอด เป็นที่ประทับของสมเด็จพระสังฆราชโลกโมฬีเจ้า แม้ในสมัยของพระเจ้าสุทโธธรรมราชา พ.ศ.2182 ได้ทรงมีพระราชศรัทธาถวายทานอันยิ่งใหญ่ในเดือนยี่เป็งของทุกปีกับสมเด็จพระสังฆราชโลกโมฬีเจ้า ซึ่งถือเป็นประเพณีปฏิบัติที่สำคัญในช่วงเวลานั้น
กระทั่งสงครามโลกครั้งที่ 2 วัดโลกโมฬี ถูกทิ้งให้ร้าง จนถึงปี พ.ศ.2502 กรมศิลปากรได้ประกาศขึ้นทะเบียนวัดโลกโมฬี เป็นโบราณสถานของชาติกระทั่งสงครามโลกครั้งที่ 2 วัดโลกโมฬี ถูกทิ้งให้ร้าง จนถึงปี พ.ศ.2502 กรมศิลปากรได้ประกาศขึ้นทะเบียนวัดโลกโมฬี เป็นโบราณสถานของชาติ
ปี พ.ศ.2544 คณะสงฆ์จังหวัดเชียงใหม่มีมติให้พระญาณสมโพธิ เจ้าอาวาสวัดพระธาตุดอยสุเทพราชวรวิหาร (พระธรรมเสนาบดี รองเจ้าคณะภาค 7 ในปัจจุบัน) เป็นประธานในการก่อสร้างและฟื้นฟูวัดโลกโมฬีให้เป็นวัดที่มีพระสงฆ์จำพรรษา เห็นชอบให้ พระครูไพบูลเจติยานุรักษ์ ดร. ซึ่งสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกมาจากประเทศอินเดีย เป็นประธานสงฆ์ (เจ้าอาวาส) ทำหน้าที่ดูแลรักษาวัดตลอดมา มีการเททองหล่อพระพุทธสันติจิรบรมโลกนาถ และทั้งวางศิลาฤกษ์พระวิหาร พร้อมทั้งมีการพัฒนาวัดในทุกๆ ด้านจนเจริญก้าวหน้ามาเป็นลำดับ
ในปี พ.ศ.2545 ได้มีการเททองหล่อรูปเหมือนพระนางจิรประภามหาเทวี และได้บรรจุพระบรมสารีริกธาตุที่เศียรพระประธานในวิหารวัดโลกโมฬี
ปัจจุบัน วัดโลกโมฬี มี ดร.พระครูไพบูลเจติยานุรักษ์ เป็นประธานสงฆ์ (เจ้าอาวาส) ซึ่งเป็นผู้ที่มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวัดทุกๆ ด้านจนเจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังเป็นผู้ที่ให้ความสำคัญกับการประชาสัมพันธ์ส่งเสริมการท่องเที่ยว ทำให้วัดโลกโมฬี เป็นที่้รู้จักไปอย่างกว้างขวาง ถึงขนาดถูกยกย่องให้เป็นวัดที่มีชื่อเสียงติด 1 ใน 10 ของวัดในภาคเหนือที่จะต้องมีผู้กล่าวถึง และอยากมาเที่ยวชมที่สุดในปัจจุบันนี้
วัดโลกโมฬี เป็นที่ประดิษฐานของพระเจดีย์องค์ใหญ่ ตั้งอยู่ด้านหลังพระวิหารแบบล้านนาที่งดงามหมดจด ด้านหน้ามีซุ้มประตูโขง ตกแต่งด้วยลายปูนปั้นวิจิตร ขนาบข้างด้วยยักษ์สีเขียวและแดงสะดุดตา ภายในมีวิหารไม้ มีพระพุทธรูป ซึ่งเป็นพระพุทธรูปปางสมาธิ ประดิษฐานอยู่ภายในวิหาร (พระพุทธรูปประจำวันเกิด วันพฤหัสบดี) ทรงวิหารเป็นทรงล้านนา เพดานและเสาภายในวิหาร แกะสลักด้วยลวดลายต่างๆ อย่างสวยงดงาม
ภายในบริเวณวัด มีสิ่งศักดิ์สิทธิ์ที่ประดิษฐานอยู่หลายจุด ให้ประชาชน นักท่องเที่ยวเข้ามากราบไหว้บูชาขอพรเพื่อความเป็นสิริมลคลในชีวิต ไม่ว่าจะเป็น พระนางจิรประภามหาเทวี ที่คนมักจะมาบนบานในเรื่องความรัก รูปปั้นเจ้าแม่กวนอิม (ขอพรเกี่ยวกับความรัก ความเมตตา และความกตัญญู) รูปปั้นพระเมืองเกษเกล้า (ขอยศขอตำแหน่ง) รูปปั้นหลวงพ่อเงินเปิดโลกทันใจ (ขอเรื่องการเงินการงาน) รูปปั้นพระพิฆเนศ (ขอเรื่องหน้าที่การงาน) รูปปั้นพระพรหม (ขอเรื่องการงาน การเรียน สุขภาพ ชีวิตครอบครัว) รูปปั้นพระพุทธอโรคยาปฐมาสุขี หรือพระปางหมอยา (ขอเรื่องสุขภาพที่ดี) ตามความเชื่อและคตินิยมคือเป็นพระปางนี้เป็นปางหมอปางแพทย์ ปางประทานยา คือ อมฤต รักษาโรคภัยไข้เจ็บ ปกป้องคุ้มภัยอันตราย และเป็นที่พึ่งทางใจให้สำหรับคนป่วยเจ็บ ฯลฯ
สำหรับผู้มีความประสงค์จะไปทำบุญ หรือสนใจเรื่องราวในประวัติศาสตร์ของเมืองเชียงใหม่ ต้องการเข้าไปสัมผัสกลิ่นอายแห่งพุทธศาสนา ก็เชิญได้ที่วัดโลกโมฬี ตั้งอยู่นอกกำแพงเมืองเชียงใหม่ทิศเหนือ ถนนมณีนพรัตน์ ใกล้กับแจ่งหัวริน ได้ทุกวัน (วัดเปิดตลอด 24 ชั่วโมง)