大兴寺，始建年代至今尚无确凿考证，从大兴寺周围出土诸多春秋战国、秦汉文物可以证明。此地在秦汉时期已很繁华。从寺内残存宋代18罗汉雕像推断，本寺修建最迟不会晚于宋代。寺内现存有清康熙三十四年（1695）一个铁磬。还存有清乾隆年间石碑3通，其中乾隆3年的重修碑记载明，当时寺内就有8名僧人，可见当时大兴寺香火之盛于明清。几经风雨，历久不衰。直至上世纪中期，还有山东寿光僧人许清良主持寺务，常带僧徒悟因到四乡化缘。1964年，大兴寺庙会终止活动，“文革”开始，大兴寺被作为“四旧”扫除，寺庙遭到毁灭性破坏。
　　1978年，周边群众集资投工，先后重修了关公、药王、娘娘、佛祖等庙宇及乐楼、会窑等设施，恢复了庙会活动。1998年2月，经榆林地区佛教协会同意，子洲县民政局批准，大兴寺成立宗教管理委员会，成为宗教活动场所，大兴寺再度复兴。2005年，在寺西开阔处重修了真武祖师庙和关公、阎王、财神庙。真武祖师庙建在最高处，为单檐歇山顶。关公、阎王、财神庙建在真武祖师庙的下面，为单檐硬山式。关公庙居中，阎王、财神二庙居左右两边，四庙均四出廊，顶铺棕红色琉璃瓦，斗拱红柱，高大气派。
　　每年农历3月28日和7月25日为大型庙会之日，子洲、横山两县9个乡镇近200多个村子的村民来朝山进香。其时，鼓乐喧天，人声鼎沸，旗飘烟腾，热闹非凡。

为了更好地保护珍贵的文物遗存，继承中华民族优秀的历史文化遗产，填补长期以来无市级文物保护单位的空白，促进特色文化大市建设，市文化文物局按照历史、艺术和科学价值的要求，通过全面普查，重点选择，层层申报、专家论证等一系列程序，在全市215处县级保护单位中，筛选确定了36处文物点为第一批榆林市文物保护单位候选单位。2007年6月4日，经市政府常务会议研究，公布了共六类36处文物。子洲县马岔乡的大兴寺为第三类（古建筑类25处）中的第20处。
　　2008年9月8日被定为陕西省文物保护单位.