武夷山桃源洞位于武夷山六曲畔内，此地穷极幽深，石崖相倚成门，复履婉转而入，石桥下溪涧流水，内忽平旷，日月放生潭布列洞口，四面环山，桃林片片；田畴可一、二十亩，彷如陶渊明笔下「世外桃源」，故得名。
道观创建于唐朝天宝年间（742-756年），是时武夷山仙灵之说吸引大批高士来此隐居修炼。会稽女冠孔氏、庄氏、叶氏（后人称三皇元君）结伴来武夷修炼，后皆结茅于桃源洞，并开发成一方避世隐居的乐土，桃树成林。宋儒陈石堂、高士吴正理也曾居此炼养著述，道教南宗五祖白玉蟾真人也隐居桃源炼丹。元朝时扩建刘文简祠、三元庵，主奉三官大帝、刘文简公等神像。明朝，桃源道观已远近闻名，是武夷山主要道观之一。当时修建了三清殿、三皇元君殿、三官殿、真武殿、娘娘殿、功德祠等殿堂，殿堂占地面积有二千多平方米，修真高道多选此地居之；明吴拭《小桃源洞访道人》诗云：「……，穷源有古村，二三避世客；避世非避秦，栖心炼精魄；春田自耕割，衣食无需索；风动棕花落，雨过药苗摘。」道观经过清朝衰微破落，已有多处殿堂倒塌。民国二十五年（1936年），著名华侨胡文虎先生偕同海军司令萨镇冰先生来此朝山游玩，见道观破烂不堪，胡先生当场捐赠五百大洋作为重修资金，并一同题写「小桃源」匾额挂于山门上。道观经过「文革」破坏，只剩下中间一座殿堂空壳。
1990年，桃源道观获批准为对外开放宫观。福建省宗教局对道教重振十分重视，并介绍三名从中国道教学院毕业的福建省籍道士到武夷山桃源道观开展教务工作，把桃源道观列为该省重点宫观之一。1991年，住观道士对大殿内部进行整修，并用闽北珍贵木杉---红豆杉雕刻了三清道祖圣像，像高二米一五，雕刻精细；装配红豆杉供桌、铜香炉、烛台和宗教用品，开展正常宗教活动。1993年，道观根据省人民政府颁布的《福建省宗教活动场所登记暂行规定》，经核准给予登记发证，道教文化活动全面开展。1995年7月，桃源道观和武夷山景区筹集资金刻制了世界目前最大老君岩雕，并于1996年3月4日举行盛大开光大典，中国道协、省、地、市领导主持了开光仪式，海内外信众三千多人参加了开光盛典。老君圣像高十六米，宽十一米，厚十米；造像逼真庄严，神态和蔼可亲，线条畅然，洒脱自在，超然物外。
桃源洞道观重修面积占地约为六千多平方米，主殿有三清殿、玉皇殿、灵官殿、山门（中轴部份）组成，左右配殿有三皇元君殿、真武殿、三官殿、藏经阁等殿堂组成。有道教徒开展道务和修真之殿房，也有培养道教人才和宣传道教文化之场所。1995年桃源道观和武夷山景区筹集资金刻制了世界目前最大老君岩雕。
