古悟空寺是神居山的标志性建筑之一，也是神居山乃至淮左地区的佛教文化中心。悟空寺始建于西汉末年，当时是广陵王刘胥后人，为帮助守护广陵王陵墓而建。到北宋时期，悟空寺扩建规模达到顶峰

    据说庙堂达九十九间半之多；即使到了清代，虽然多次焚毁，依然还有30余间傲然屹立；抗日战争期间，被炮火摧毁了一部分；文革中，红卫兵们“破四旧”，一把火烧了三天三夜，古悟空寺所剩无几。如今，古悟空寺仅剩大雄宝殿、天王殿等数间庙堂，但是由于其悠久的历史和传奇的身世，依然吸引着方圆数百里

    信众，每逢佳节，争相礼拜。尤其是每年春天，烧香拜佛者不约而至，整个神居山人声鼎沸；若赶上佛诞或庙会，更是摩肩接踵、络绎不绝。所幸的是，古悟空寺的恢复工作已经开始，新的大雄宝殿即将竣工，而且建成后将是苏北第一大殿，可以为更多的信众提供方便。悟空寺始建于梁武帝天监年间，重建于北宋初期，鼎盛时有房屋99间。寺旁有两棵银杏树，树围粗可数人抱，根深数丈，枝叶婆娑，所结无心白果，其味尤佳。每年八月间，天高云淡，登临山巅，极目东眺，湖水泱泱，镇国寺塔、净土寺塔的层级清晰可数。故清代九省疆吏、三朝阁老、一代名儒阮元为悟空寺撰联： 
    峭壁贯东南，石棋匝地，银杏参天，望盂城双塔悬空古寺，好修佛果；长湖绕西北，松泉飞瀑，药臼含云，看甓社一帆稳渡名山，定有仙居。悟空寺到清代末年还剩30余间禅房，其后一毁于抗日战争期间兵燹，再毁于文化大革命期间人祸。西棵银杏树，迄今只剩一棵，且岌岌乎殆哉。今逢改革开放，政通人和，为全面落实党的宗教政策，特组织悟空寺修缮委员会，协助寂诚法师修缮古寺。